본 연구에서는 수소화 와 전자빔 사진식각 공정을 이용하여 비가역적이며 안정화된 마이크로 크기의 강자성 구조체를 개발하였다. $Fe_XZr_{100-x}(x=65-85\%)$의 평균성분과 약 1 nm 정도의 성분변조주기를 가지며 총두께가 100 nm 정도인 성분변조(CM) 된 Fe-Zr 박막이 적층되었다. CM Fe-Zr 박막의 자성성질은 SQWID magnetometer, VSM, 그리고 B-H loop tracer로 측정하였다. 수소화 과정 후에 CM 박막은 유사한 균질의 합금 막 보다 모든 성분에서 더 큰 자기 모멘트를 나타내었고 $Fe_{80}Zr_{20}$ 성분에서 가장 큰 증가를 보였다. 수소화 된 $Fe_{80}Zr_{20}$ CM 막은 상온에서 aging을 거친 후에 아주 큰 자기모멘트 증가를 보여 안정되고 비가역적이며 연자성 상태로 변화됨을 알 수 있었다. 전자빔 사진식각기술을 사용하여 원형의 윈도우를 $Fe_{80}Zr_{20}$ CM막 위에 형성한 후에 이 윈도우를 통하여 선택적인 수소화를 실행하였다. 사진식각기술을 통한 수소화는 $49\%$의 자기 모멘트를 증가 시켰다. 이 방법은 나노 크기의 구조에도 적용할 수 있다.
In this study, we developed irreversible and stable micro-size ferromagnetic structures utilizing hydrogenation and electron-beam lithography processes. The compositionally modulated (CM) Fe-Zr thin films that had average compositions $Fe_XZr_{100-x}$ with $x=65-85\%$ modulation periods of similar to 1 nm, and total thicknesses of similar to 100 m were prepared. The magnetic properties of CM Fe-Zr thin films were measured using a SQUID magnetometer, VSM and B-H loop tracer. After hydrogenation, the CM films exhibited larger magnetic moment increases than similar homogeneous alloy films for all compositions and かey showed largest increase in $Fe_{80}Zr_{20}$ composition. After aging in air at $300^{circ}K$ the hydrogenated $Fe_{80}Zr_{20}$ CM films showed much larger magnetic moment increases, indicating that they relax to a stable, irreversible, soft magnetic state. The selective hydrogenation through electron-beam lithographed windows were performed after the circle shaped windows were prepared on $Fe_{80}Zr_{20}$ CM films by electron beam lithography. The hydrogenation through electron-beam resist and W lithographic techniques give a $49\%$ magnetic moment increase. This method can be applied to nano scale structures.
