first principle studies on magnetism and electronic
TRANSCRIPT
ISSN (Print) 1598-5385ISSN (Online) 2233-6648
โช์ฐ๊ตฌ๋ ผ๋ฌธโซ Journal of the Korean Magnetics Society 26(6), 179-184 (2016) https://doi.org/10.4283/JKMS.2016.26.6.179
โ 179 โ
First Principle Studies on Magnetism and Electronic Structure
of Perovskite Structured CoFeX3 (X = O, F, S, Cl)
Soyoung Jekal and Soon Cheol Hong*
Department of Physics and EHSRC, University of Ulsan, Ulsan 44610, Korea
(Received 30 November 2016, Received in final form 19 December 2016, Accepted 20 December 2016)
For an industrial spin-transfer torque (STT) MRAM, low switching current and high thermal stability are required, simultaneously.For this point of view, it is essential to find magnetic materials which satisfy high spin polarization and strong perpendicularmagnetocrystalline anisotropy (MCA). In this paper, we investigate electronic structures and MCA energies of perovskite CoFeX3
(X = O, F, S, Cl). For X = F and Cl, spin polarization at the Fermi level are 97 % and 96 %, respectively, which are close to a halfmetal. Furthermore, Co-terminated 5-monolayer (ML) CoFeX3 (X = O, F, S, Cl) films show perpendicular MCA. In particular, theMCA energy of the Co-terminated CoFeCl3 is about 1.0 meV/cell which is three times larger than that of a 5-ML CoFe film.Therefore, we expect to realize a magnetic material with high spin polarization and strong perpendicular MCA energy by utilizinggroup 6 and 7 elements in the periodic table, and to contribute to commercializing of the STT-MRAM.
Keywords : first-principles calculation, magnetism, magnetocrystalline anisotropy, perovskite, electronic structure
ํ๋ก๋ธ์ค์นด์ดํธ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ CoFeX3(X = O, F, S, Cl) ํฉ๊ธ์
์์ฑ๊ณผ ์ ์๊ตฌ์กฐ์ ๋ํ ์ ์ผ์๋ฆฌ๊ณ์ฐ
์ ๊ฐ์์ยทํ์์ฒ *
์ธ์ฐ๋ํ๊ต ๋ฌผ๋ฆฌํ๊ณผ, ์ธ์ฐ์ ๋จ๊ตฌ ๋ํ๋ก 93, 44610
(2016๋ 11์ 30์ผ ๋ฐ์, 2016๋ 12์ 19์ผ ์ต์ข ์์ ๋ณธ ๋ฐ์, 2016๋ 12์ 20์ผ ๊ฒ์ฌํ์ )
์คํ์ ๋ฌํ ํฌ(Spin-Transfer Torque: STT) MRAM์ ์์ฉํ๋ฅผ ์ํด์๋ ๋ฎ์ ๋ฐ์ ์ ๋ฅ์ ๋์ ์ด์ ์์ ์ฑ์ ๋์์ ๋ง์กฑํด์ผ
ํ๊ณ , ์ด๋ฅผ ์ํด์๋ ํฐ ์คํ ๋ถ๊ทน, ๊ฐํ ์์ง์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ ์๋์ง์ ๊ฐ์ง๋ ๋ฌผ์ง์ด ์๊ตฌ๋๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ STT-MRAM์ ์ ํฉ
ํ ๋ฌผ์ง๋ก ์๋ ค์ง B2 CoFe ๋ฉด์ฌ์ X(O, F, S, Cl) ์์๊ฐ ์์นํ CoFeX3 ํฉ๊ธ์ ์ ์๊ตฌ์กฐ์ ์๊ธฐ๊ฒฐ์ ์ด๋ฐฉ์ฑ(Magnetocrystalline
anisotropy: MCA) ์๋์ง๋ฅผ ๊ณ์ฐํ์๋ค. X ์์๊ฐ F๋ Cl์ผ ๋๋ ํ๋ฅด๋ฏธ ์ค์์์์ ์คํ ๋ถ๊ทน์จ์ด ๊ฐ๊ฐ 97 %, 96 %๋ก, ๋ฐ์ชฝ
๊ธ์์ ๊ทผ์ ํ ์ ์๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ํ๋ฉด์ด Co ์์๋ก ๋๋๋ 5์ธต ๋ฐ๋ง์ ๋ชจ๋ X์ ๋ํด ์์ง ์
๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ๋ฅผ ๊ฐ์ก์ผ๋ฉฐ, ํนํ CoFeCl3์ ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ ์๋์ง๋ ์ฝ 1.0 meV/cell๋ก ์๋นํ ์ปธ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ 6, 7 ์กฑ ์์๋ฅผ ์ ํ์ฉํ๋ฉด
๋์ ์คํ ๋ถ๊ทน์จ๊ณผ ๊ฐํ ์์ง ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ๋ฅผ ๋์์ ๊ฐ์ง๋ ๋ฌผ์ง์ ์ ์กฐํ ์ ์๊ฒ ๋์ด STT-MRAM์ ์์ฉํ์ ๊ธฐ์ฌ๋ฅผ ํ ์
์์ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋ํ๋ค.
์ฃผ์ ์ด :์ ์ผ์๋ฆฌ๊ณ์ฐ, ์์ฑ, ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ, ํ๋ก๋ธ์ค์นด์ดํธ, ์ ์๊ตฌ์กฐ
I. ์ ๋ก
ํต์์ ์ผ๋ก ์ฌ์ฉ๋๊ณ ์๋ ์๊ธฐ์ ํญ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ(magnetoresistive
random access memory(MRAM))๋ ์ธ๋ถ์์ ์๊ธฐ์ฅ์ ๊ฐํด
์ค์ผ๋ก์จ ์์ฑ์ฒด์ ์คํ์ ๋ฐฉํฅ์ ์กฐ์ ํ๊ณ , ๊ทธ๋ก๋ถํฐ ์ ๋ณด๋ฅผ
์ ์ฅํ๋ค[1]. ํ์ง๋ง ์ธ๋ถ์๊ธฐ์ฅ์ ๊ฐํ๊ฒ ๋๋ฉด ๋์ค ์๊ธฐ์ฅ
(stray magnetic field)์ ๋ฐ์์ํค๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ
์์์ง๊ณ ๋ฐ๋๊ฐ ๋์์ง์๋ก ์์น ์๋ ์ ๋ณด์ ์์ค์ ๊ฐ์ ธ
์ฌ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ๋์์ง๋ค[2]. ์ต๊ทผ์๋ ์ด๋ฌํ ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ๊ธฐ
์ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก์จ ์คํ์ ๋ฌํ ํฌ(spin transfer torque (STT))
ํ์์ด ์ฃผ๋ชฉ ๋ฐ๊ณ ์๋ค. STT-MRAM์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ ๋ณด๋ฅผ ์ฝ๋
๋ฐฉ์์ ๊ธฐ์กด์ MRAM๊ณผ ๊ฐ์ง๋ง ์ ๋ณด๋ฅผ ๊ธฐ๋กํ ๋๋ ์ธ๋ถ์
๊ธฐ์ฅ ๋์ ๊ตญ์์ ์ผ๋ก ์คํ ์ ๋ฅ๋ฅผ ํ๋ ค์ฃผ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ํํ๊ธฐ
ยฉ The Korean Magnetics Society. All rights reserved.*Corresponding author: Tel: +82-52-259-2331,Fax: +82-52-259-1693, e-mail: [email protected]
โ 180 โ ํ๋ก๋ธ์ค์นด์ดํธ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ CoFeX3(X = O, F, S, Cl) ํฉ๊ธ์ ์์ฑ๊ณผ ์ ์๊ตฌ์กฐ์ ๋ํ ์ ์ผ์๋ฆฌ๊ณ์ฐ โ์ ๊ฐ์์ ยท ํ์์ฒ
๋๋ฌธ์ ๋์ค์๊ธฐ์ฅ์ ์ํ ์ ๋ณด์์ค์ ๋ง์ ์ ์๋ค. ๋ํ ํต
์์ ์ธ MRAM์ ๋นํด ๋์ ํ์ฅ์ฑ๊ณผ ์ ์ ๋ ฅ ์๋ชจ๋ฅผ ๋ณด์ผ
๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ๋น๊ต์ ๋จ์ํ์ฌ ์ฐ์ ์ ์ธ ์ธก๋ฉด์์ ๋ง
์ ์ฅ์ ์ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค[3-7].
ํ์ง๋ง ์ด๋ฌํ ์ฅ์ ์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ STT-MRAM์๋ ์ฌ์ ํ
๊ทน๋ณตํด์ผํ๋ ๋ฌธ์ ์ ์ด ์๋๋ฐ, ์ฒซ ๋ฒ์งธ๋ ์ํ ๋ฐ์ ์ ์ํด
ํ๋ ค์ฃผ์ด์ผ ํ๋ ๋ฐ์ ์ ๋ฅ(Ic)๊ฐ ๋๋ค๋ ๊ฒ์ด๊ณ ๋ ๋ฒ์งธ๋
๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์์์ง์๋ก ์ด์ ์์ ์ฑ์ด ๋ฎ์์ง๋ค๋ ๊ฒ์ด
๋ค. ์(1)๊ณผ ์(2)๋ ๊ฐ๊ฐ ๋ฐ์ ์ ๋ฅ[8]์ ์ด์ ์์ ์ฑ[9]์
ํํํ๊ณ ์๋ค.
(1)
ฮฑ๋ ๊ณ ์ ๊ฐ์ ์์, g๋ ์คํ ๋ถ๊ทนํ ์ธ์, Ms๋ ํฌํ ์ํ
๋, V๋ ์๊ธฐ๋จ์์ ๋ถํผ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ HK๋ ์ด๋ฐฉ์ฑ ์๊ธฐ์ฅ์ ์
๋ฏธํ๋ค.
(2)
์ฌ๊ธฐ์ K๋ ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ ์๋์ง์ด๊ณ kB๋ ๋ณผ์ธ ๋ง ์์์ด๋ค.
์(1)๊ณผ (2)๋ฅผ ์ข ํฉํด๋ณด๋ฉด ๋ฎ์ ๋ฐ์ ์ ๋ฅ์ ๋์ ์ด์ ์์
์ฑ์ ๋์์ ๋ง์กฑ์ํค๊ธฐ ์ํด์๋ ํฐ ์คํ ๋ถ๊ทน, ์ ์ ํฌํ
์ํ๋ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ฐํ ์์ง์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ ์๋์ง๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ ๋ฌผ์ง์ด
์๊ตฌ๋๋ค. ์คํ ๋ถ๊ทน์ ๋์ด๊ธฐ ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก๋ ๋ฐ์ชฝ๊ธ์
(half metal)์ด ์ ์๋๊ธฐ๋ ํ์ง๋ง ๋ง์ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ฐ์ชฝ๊ธ์์ ์
๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ ์๋์ง๊ฐ ํฌ์ง ์์ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ค์จ์์๋ ๊ทธ ํน
์ฑ์ ์๋๋ค๋ ๋ฌธ์ ๊ฐ ์๋ค[1, 10-13].
๊ฐํ ์์ง ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ ์๋์ง๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ ๋ฌผ์ง๋ก๋ CoFe[14],
CoPt[15], Co/Pd[16, 17], Ni/Fe[18] ๋ฐ๋ง ๋ฑ์ด ๋ณด๊ณ ๋๊ณ ์
๋ค. ํนํ CoFe์ ๋น๊ต์ ๊ฐ๊ฒฉ์ด ์ ๋ ดํ ์์๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ ธ ์
๊ณ , ์์จ์์๋ ๋์ ์๊ธฐ์ ํญ๋น๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ฉฐ, ๋น๊ต์ ๋ฎ์ ์ ๋ฅ
๋ก ์ํ ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ์ ์ํฌ ์ ์์์ด ํ์ธ๋์ด ๋ง์ ์ฃผ๋ชฉ์
๋ฐ๊ณ ์๋ค[19-21].
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์์ง ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ ์๋์ง๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์
๋ ค์ง CoFe์ ์ ์๊ตฌ์กฐ(electronic structure)๋ฅผ ์กฐ์จ(tuning)ํ
์ฌ ๋ฐ์ชฝ๊ธ์์ ๊ทผ์ ํ ํฐ ์คํ ๋ถ๊ทน์ ๋ง๋ค๊ธฐ ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก
์จ ํ๋ก๋ธ์ค์นด์ดํธ(perovskite) ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ CoFeX3(X =
O, F, S, Cl) ํฉ๊ธ์ ๊ณ ์ํ์๋ค. 2๊ฐ์ ์ ์๋ฐฐ์น๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ 6
์กฑ ์์(O, S)์ 1๊ฐ์ ์ ์๋ฐฐ์น๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ 7์กฑ ์์(F, Cl)
๋ ๋ค๋ฅธ ์์์ ์ ์๋ฅผ ๋์ด๋น๊ฒจ ๋ ์์ ํด์ง๋ ค๋ ๊ฒฝํฅ์ด ์
๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ด๋ CoFe์ ์ ์๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์กฐ์จํ๋ ํ๊ฐ์ง ๋ฐฉ๋ฒ์ด
๋ ์ ์๋ค. B2 CoFe ๋ฉด์ฌ์ O, F, S, Cl ์์๊ฐ ์์นํ๊ฒ
๋๋ฉด ํ๋ฅด๋ฏธ ์ค์์์์ ์คํ ๋ถ๊ทน์ด ๊ฐ๊ฐ 78 %, 97 %,
66 %, 96 %๋ก, 7์กฑ ์์์ ์ํด์๋ ๊ฑฐ์ 100 %์ ๊ฐ๊น์ด
์คํ ๋ถ๊ทน์ ๋ง๋ค ์ ์๋ค. ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ 5์ธต ๋ฐ๋ง์์์ ์
๊ธฐ๊ฒฐ์ ์ด๋ฐฉ์ฑ(Magnetocrystalline anisotropy: MCA) ์๋์ง๋ฅผ
๊ณ์ฐํด๋ณธ ๊ฒฐ๊ณผ, ํ๋ฉด์ด Co์์๋ก ๋๋๊ฒ ๋๋ฉด X๊ฐ O, F, S,
Cl์ผ ๋ ๋ชจ๋ ์์ง ์๊ธฐ๊ฒฐ์ ์ด๋ฐฉ์ฑ์ ๊ฐ์ก๋ค. ํนํ CoFeCl3
์ ์๊ธฐ๊ฒฐ์ ์ด๋ฐฉ์ฑ์ ์ฝ 1.0 meV/cell๋ก์จ Co ํ๋ฉด์ ๊ฐ์ง๋
CoFe 5์ธต ๋ฐ๋ง์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ณด๋ค ์ฝ 3๋ฐฐ ์ ๋ ํฐ ๊ฐ์ ๊ฐ์ง๋ ๊ฒ
์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
III. ๊ณ์ฐ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐ ๊ตฌ์กฐ์ ๋ชจํํ
CoFeX3(X = O, F, S, Cl)์ ์ ์๊ตฌ์กฐ์ ์์ฑ์ ์กฐ์ฌํ๊ธฐ
์ํ์ฌ Vienna ab-initio simulation package(VASP)[22]์
์ฌ์ฉํ์ฌ ์คํ-๋ถ๊ทน ์ด์๋์ง ๊ณ์ฐ์ ์ํํ์๋ค. ๊ตํ์๊ด
ํผํ ์ ์ ์ผ๋ฐ ๋ฌผ๋งค ๊ทผ์ฌ(general gradient approximation:
GGA)๋ฅผ ์ทจํ์๊ณ , Projector augmented wave(PAW) ๋ฐฉ๋ฒ์ผ
๋ก ์๋ํฌํ ์ ์ ์์ฑํ์๋ค[23, 24]. ๊ธฐ์ ํจ์ ์ ๋จ์๋์ง
(cutoff energy)๋ 400 eV๊น์ง ์ ๊ฐํ ํ๋ฉดํ๋ฅผ ์ฑํํ์์ผ๋ฉฐ,
k-์ ์ Monkhorst-pack[25]์ ์ด์ฉํ์ฌ ๋ฉ์น์ ๋ฐ๋ง์์ ๊ฐ๊ฐ
8 ร 8 ร 8, 8 ร 8 ร 1์ ์ฌ์ฉํ์๋ค.
ํ๋ก๋ธ์ค์นด์ดํธ ๊ตฌ์กฐ๋ Fig. 1์ ๋ณด์ฌ์ง๋ ๊ฒ์ฒ๋ผ ๋๊ฐ์ง
๊ฒฝ์ฐ๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ์๋๋ฐ, X ์์๊ฐ ๋ง๋๋ ํ๋ฉด์ฒด ์๋ฆฌ
(octahedral site) ๊ฐ์ด๋ฐ์ Fe ์์๊ฐ ์์นํ๋ CoFeX3์
Co ์์๊ฐ ์ค์์ ์์นํ๋ FeCoX3์ด๋ค. ํ๋์, ์ฃผํฉ์, ๋นจ
๊ฐ์ ๊ตฌ๋ ๊ฐ๊ฐ Co, Fe, X(O, F, S, Cl) ์์๋ฅผ ์๋ฏธํ๋ฉฐ,
X ์์๋ฅผ ์ฐ๊ฒฐํ๋ ํ์ ์ ์ ํ๋ฉด์ฒด ์๋ฆฌ๋ฅผ ํํํ ๊ฒ์ด๋ค.
๋ฐ๋ง์ ๊ณ์ฐํ ๋๋ ํ๋ฉด์ด Co๋ก ๋๋๋ ๊ฒฝ์ฐ์ Fe๋ก ๋๋
๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ฅผ ๋ชจ๋ ๋ค ๊ณ ๋ คํ์๋ค. 2์ฐจ์ ๊ฒฉ์์์๋ ๊ณ์ฐ๋ ๋ฉ
์น ๊ฐ์ ์ฌ์ฉํ์๊ณ , ์ธต๊ฐ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ ํ๊ณผ ์ด์๋์ง ๊ณ์ฐ์ ํต
ํด ์์ ํ ์ด์์์ผฐ๋ค. ์ง๊ณต์์ญ์ 15 ร ์ผ๋ก ํ์ฌ ๋จ์ด์ง ํ
๋ฉด๊ณผ ํ๋ฉด์ด ์ํธ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น์ง ๋ชปํ๋๋ก ํ์๋ค.
์๊ธฐ๊ฒฐ์ ์ด๋ฐฉ์ฑ ์๋์ง๋ ์ํ ๋ฐฉํฅ์ด ํ๋ฉด์ ์ํ์ผ ๋์
์์ง์ผ ๋์ ์ด ์๋์ง ์ฐจ์ด๋ฅผ ํตํด ๊ตฌํ์๋ค: EMCA = Eโโ
Ic =
2eh-----ฮฑ
g---M
sV H
K + 2ฯM
S( ).
ฮ = KV
kBT
---------,
Fig. 1. (Color online) Perovskite structures of CoFeX3 and FeCoX3.Blue, orange and red spheres correspond to Co, Fe and X,respectively. Gray line connects X atoms denotes octahedral site.
โช์ฐ๊ตฌ๋ ผ๋ฌธโซ Journal of the Korean Magnetics Society Vol. 26, No. 6, December 2016 โ 181 โ
Eโ. ์๊ธฐ๊ฒฐ์ ์ด๋ฐฉ์ฑ ์๋์ง ๊ณ์ฐ์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ ๋จ์๋์ง์ k-์ ์
์๋ฅผ ์ ์ฐจ ์ฆ๊ฐ์ํด์ผ๋ก์จ ๊ทธ ๊ฐ์ด ์๋ ดํ๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ์
๊ณ , ์ต์ข ์ ์ผ๋ก ๊ฐ๊ฐ 450 eV์ 15 ร 15 ร 1์ด ์ฌ์ฉ๋์๋ค.
III. ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ํ ์
Fig. 2๋ ๊ฒฉ์์์์ ๋ฐ๋ฅธ CoFeX3์ FeCoX3์ ์ด์๋์ง
๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ฃผ๊ณ ์๋ค. ๋ค๋ชจ๊ผด์ CoFeX3 ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ, ์๊ผด์
FeCoX3 ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์๋ฏธํ๋ค. ๊ณก์ ์ ๊ณ์ฐ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํฌ๋ฌผ์ ์ผ๋ก ์
ํฉํ(fitting) ๊ฒ์ด๋ค. X ์์๊ฐ O๋ Cl์ผ ๋๋ CoFeX3๊ฐ
FeCoX3๋ณด๋ค ๊ฐ๊ฐ 0.020, 0.140 ร ๋ ํฐ ๊ฒฉ์์์๋ฅผ ๊ฐ์ง๋
๊ฒ์ผ๋ก ๊ณ์ฐ๋ ๋ฐ๋ฉด, F๋ S๊ฐ ์์นํ๊ฒ ๋๋ฉด FeCoX3์ ๊ฒฉ์
์์๊ฐ CoFeX3๋ณด๋ค ๊ฐ๊ฐ 0.030, 0.055 ร ๋งํผ ๋ ํฌ๋ค. ์ด
์๋์ง๋ฅผ ๋น๊ตํด๋ณด๋ฉด X ์์๊ฐ O, S, Cl์ผ ๋๋ Fe์ด X
ํ๋ฉด์ฒด ๊ฐ์ด๋ฐ ๊ฐํ ์๋ CoFeX3 ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋
ํ๋ฌ์ง๋ง X = F๋ง์ ํน๋ณํ FeCoF3 ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ ๊ฒ์ด
CoFeF3 ๊ตฌ์กฐ์ ๋นํด ์๋์ง์ ์ผ๋ก ์ฝ 1.63 eV ๋ ์์ ๋์๋ค.
CoFeO3, FeCoF3, CoFeS3, CoFeCl3 ๊ฐ๊ฐ์ ๊ฒฉ์์์์ ์์
๋น ์๊ธฐ ๋ชจ๋ฉํธ๋ Table I์ ๋ํ๋ด์๋ค.
ํฅ๋ฏธ๋กญ๊ฒ๋ FeCoF3์ ์ ์ธํ๋ฉด ๋ชจ๋ ๊ฒฝ์ฐ์์ Co ์์๊ฐ
Fe ์์๋ณด๋ค ๋ ํฐ ์๊ธฐ ๋ชจ๋ฉํธ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ค. ์ฆ, X ํ๋ฉด์ฒด ๋ด
์ ์๋ ์์๋ณด๋ค ๋ฐ๊นฅ์ ์์นํ ์์์ ์๊ธฐ๋ชจ๋ฉํธ๊ฐ ๋ ํฌ
๋ค. B2 CoFe์์๋ Co์ Fe ์์์ ๋ชจ๋ฉํธ๊ฐ ๊ฐ๊ฐ 1.755,
2.763 ฮผB๋ก Fe ์์๊ฐ Co ์์์ ๋นํด ์ฝ 1.0 ฮผB ์ ๋ ๋
ํฐ ๊ฐ์ ๊ฐ์ก์๋ค[26]. d-์ ์๊ฐ ์ ํ ์๋ X ์์๋ค์ ์๊ธฐ
๋ชจ๋ฉํธ๋ 0.1 ฮผB ์ด์์ด๋ฉฐ, ํนํ 6์กฑ ์์์ธ O์ S๋ 0.2 ฮผB
์ด ๋๋ ํฐ ๋ชจ๋ฉํธ๋ฅผ ๋ณด์ด๊ณ ์๋ค. ๊ฒฉ์ ์์์ ๊ฒฝ์ฐ, X ์
์๊ฐ ํฌํจ๋จ์ผ๋ก์จ B2 CoFe์ 2.84 ร [26]๋ณด๋ค ํฌ๊ฒ ๋์ด๋
๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋๋ฐ, X ์์๊ฐ O, F, S, Cl ์ผ ๋ ๊ฐ๊ฐ
30 %, 43 %, 55 %, 69 % ์ฆ๊ฐํ๊ฒ ๋๋ค. X ํ๋ฉด์ฒด ์ธ๋ถ์
์์นํ ์์์ ์๊ธฐ๋ชจ๋ฉํธ๊ฐ B2 CoFe์ ๊ฒ๋ณด๋ค ํฐ ์ด์ ๋
๊ฒฉ์ ์์์ ์ฆ๊ฐ์ ๊ธฐ์ธํ๋ ๊ฒ์ด๋ผ ๋ถ์ํ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ฉด
์ X ํ๋ฉด์ฒด ๋ด์ ์๋ ์์๋ ๊ฒฉ์ ์์๊ฐ ํฌ๊ฒ ๋์ด๋ฌ์
์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ B2 CoFe์ ๋น์ทํ๊ฑฐ๋ ๋ ์์ ๋ชจ๋ฉํธ๋ฅผ ๊ฐ
Table I. Calculated lattice constants and magnetic moments of bulk
CoFeO3, FeCoF3, CoFeS3, CoFeCl3.
CoFeO3 FeCoF3 CoFeS3 CoFeCl3
LC (ร ) 3.700 4.070 4.410 4.795
MM (ฮผB)Co 2.557 2.097 2.244 2.427Fe 2.415 3.218 2.031 2.225X 0.284 0.102 0.219 0.106
Fig. 2. (Color online) Calculated total energies of CoFeX3 and FeCoX3. Square and circle symbols represent CoFeX3 and FeCoX3, respectively.
โ 182 โ ํ๋ก๋ธ์ค์นด์ดํธ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ CoFeX3(X = O, F, S, Cl) ํฉ๊ธ์ ์์ฑ๊ณผ ์ ์๊ตฌ์กฐ์ ๋ํ ์ ์ผ์๋ฆฌ๊ณ์ฐ โ์ ๊ฐ์์ ยท ํ์์ฒ
๋ถ๊ทน์ ์ฝํ์ํค๋ ์ญํ ์ ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ผ๊ณ ์์ธก๋๋ค. ํ์ง๋ง
๊ฒฉ์๊ฐ ๋์ด๋ ์๋ก ์๊ธฐ๋ชจ๋ฉํธ๋ ํจ๊ป ๋์ด๋๋ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ํ
์๋ค์ ๋ฐํ๋ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ด์ ๋ํ ๋ ์์ธํ ๋ถ์๊ณผ
๋ ผ์๊ฐ ํ์ํ๋ค๊ณ ์๊ฐ๋๋ค.
X ์์์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ์ ์ํ๋ฐ๋๋ฅผ ๋ถ์ํ๊ธฐ ์ํด Fig. 3์๋
Table I์ ์ ์ํ ๊ฒฉ์ ์์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ CoFeO3, FeCoF3,
CoFeS3, CoFeCl3์ ์ ์ ์ํ๋ฐ๋๋ฅผ ๋ํ๋ด์๋ค. ํ์๋ฉด์
๋จ์ ๊ฒฉ์ ๋น์ ์ด ์ ์ ์ํ๋ฐ๋(density of states: DOS)์ด
๊ณ ์ค์ , ํ์ , ์ ์ ์ ๊ฐ๊ฐ Co, Fe, X ์์์ ๊ธฐ์ฌ๋ฅผ ์๋ฏธ
ํ๋ค. B2 CoFe์ ์ ์ ์ํ๋ฐ๋[26]์ ๋น๊ตํด ๋ณผ ๋, ๋ฉด์ฌ์
X ์์๋ค๋ก ์ธํด ํ๋ฅด๋ฏธ ์ค์์ ์์ ์คํ(minority spin)
์ํ๋ฐ๋๊ฐ ์๋นํ ํฐ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์๋ค. CoFeO3์
CoFeS3๋ ํ๋ฅด๋ฏธ ์ค์์ ์์ ์คํ ์ํ๋ฐ๋๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๋ค
์ ์คํ(majority spin) ์ํ๋ฐ๋๋ ํจ๊ป ์ฆ๊ฐํ์๋ค. ์ด๋ก ์ธ
ํด B2 CoFe์ ์คํ ๋ถ๊ทน์ด ํ๋ฅด๋ฏธ ์ค์์์ ์ฝ 80 %์ธ ๊ฒ
์ ๋นํด CoFeO3์ CoFeS3๋ ์์ ์คํ ์ํ๋ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ
์์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ ์คํ ๋ถ๊ทน์จ์ 78 %, 66 %๋ก ๊ฐ์ํ๋ค. ๋ฐ
๋ฉด์ FeCoF3์ CoFeCl3์ ๋ค์ ์คํ ์ํ๋ฐ๋๋ ํ๋ฅด๋ฏธ ์ค
์์์ ๋ฌด์ํ ์ ์์ ์ ๋๋ก ๋ฎ์ ์คํ ๋ถ๊ทน์จ์ด ๊ฐ๊ฐ
97 %์ 96%๋ก ๋ฐ์ชฝ๊ธ์์ ๊ทผ์ ํ๋ ๊ฒ์ ํ์ธ ํ ์ ์๋ค.
๊ฐ ์์์ ์ํ๋ฐ๋๋ฅผ ์ดํด๋ณด๋ฉด, X์ ํ๋ฉด์ฒด ์๋ฆฌ์ Fe์ด ๊ฐ
ํ ์๋ CoFeO3, CoFeS3, CoFeCl3์ ํ๋ฅด๋ฏธ ์ค์์ ์์
์คํ ์ํ ๋ฐ๋๋ Co ์์๊ฐ ๋ ํฌ๊ฒ ๊ธฐ์ฌํ๊ณ ์ด์๋ ๋ฐ๋
๋ก X์ ํ๋ฉด์ฒด ์๋ฆฌ์ Co๊ฐ ๊ฐํ FeCoF3์ Fe ์์๊ฐ ๋
ํฐ ๊ธฐ์ฌ๋ฅผ ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ X๊ฐ ๋ง๋๋ ํ๋ฉด์ฒด
๋ด์ ์๋ ์์๋ ํ๋ฅด๋ฏธ ์ค์์์ ์์ ์คํ ์ํ๋ฐ๋๋ฅผ ์ฆ
๊ฐ์ํค๋ ๋ฐ ํฌ๊ฒ ๊ธฐ์ฌํ์ง ๋ชปํ๊ณ , ๋๋ถ๋ถ์ ๊ธฐ์ฌ๋ ํ๋ฉด์ฒด
๋ฐ์ ์์นํ ์์์ ์ํ ๊ฒ์ด๋ผ๊ณ ๋ถ์ํ ์ ์๋ค.
Fig. 4๋ 5์ธต์ CoFeO3, FeCoF3, CoFeS3, CoFeCl3 ๋ฐ๋ง
์ ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ ์๋์ง๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ฃผ๊ณ ์๋ค. ์ค์ ๊ณผ ์ ์ ์ ๊ฐ๊ฐ
Co ํ๋ฉด์ ๊ฐ์ง๋ ๋ฐ๋ง๊ณผ Fe ํ๋ฉด์ ๊ฐ์ง๋ ๋ฐ๋ง์ ํ์ํ
๋ค. ์์ ์ ์ํ๋ EMCA ์์ผ๋ก๋ถํฐ, ์์์ ์์ ๊ฐ์ ๊ฐ๊ฐ
์์ง๊ณผ ์ํ ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ๋ฅผ ๋ปํ๋ค. CoFeO3๋ฅผ ์ ์ธํ๋ฉด, Co
ํ๋ฉด์ ๊ฐ์ง๋ ๋ฐ๋ง์ ๋ชจ๋ ์์ง ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ๋ฅผ, Fe ํ๋ฉด์ ๊ฐ
์ง๋ ๋ฐ๋ง์ ๋ชจ๋ ์ํ ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ณ์ฐ๋
์๋ค. ํนํ Co ํ๋ฉด์ CoFeCl3์ ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ๋ ์ฝ 1.0 meV/
cell๋ก์จ ๊ณ ๋ คํ ๋ฐ๋ง๋ค ์ค ๊ฐ์ฅ ํฐ ์์น๋ฅผ ๋ณด์๋ค. ์ด๋
2.76 ร ์ ์ด์ฐจ์ ๊ฒฉ์ ์์๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ Co ํ๋ฉด์ CoFe 5์ธต
๋ฐ๋ง์ ์๊ธฐ๊ฒฐ์ ์ด๋ฐฉ์ฑ์ด 0.363 meV[26]๋ก ๊ณ์ฐ๋ ๊ฒ๊ณผ ๋น๊ต
ํด ๋ณผ ๋ ์ฝ 3๋ฐฐ ์ ๋ ํฐ ๊ฐ์ด๋ค. ๊ฒ๋ค๊ฐ ๋ฉ์น CoFeCl3์
Fig. 3. (Color online) Density of states (DOS) of bulk CoFeO3, FeCoF3, CoFeS3, CoFeCl3. Gray shade is total DOS of unit cell. Solid, dashed,dotted lines represent partial DOS of Co, Fe and O, respectively.
โช์ฐ๊ตฌ๋ ผ๋ฌธโซ Journal of the Korean Magnetics Society Vol. 26, No. 6, December 2016 โ 183 โ
ํ๋ฅด๋ฏธ ์ค์์์ ๋ฐ์ชฝ๊ธ์์ ๊ทผ์ ํ 96 %์ ์คํ ๋ถ๊ทน์ ๊ฐ
์ก์ผ๋ฉฐ, ๋ฐ๋ง์์๋ ์ฝ 94 %๋ก ๊ทธ ๊ฐ์ด ์ ์ง๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋
ํ๋ฌ๋ค.
ํ๋ฉด์ธต์ ๋ฐ๋ฅธ ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ ์๋์ง๋ฅผ ๋ถ์ํ๊ธฐ ์ํด ๊ฐ์ฅ ๋
์ ์คํ ๋ถ๊ทน์จ๊ณผ ๊ฐํ ์์ง ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ CoFeCl3
๋ฐ๋ง์ ํ๋ฉด์ธต ์ ์ ์ํ๋ฐ๋๋ฅผ ๋น๊ตํ์๋ค. Fig. 5๋ 5์ธต์
CoFeCl3 ๋ฐ๋ง์ด Co ํ๋ฉด์ ๊ฐ์ง ๋์ Fe ํ๋ฉด์ ๊ฐ์ง ๋์
Co(S)์ Fe(S)์ d-์ ์์ ์ํ๋ฐ๋๋ฅผ ๊ฐ๊ฐ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด๋ค.
Co(S)์ ๊ฒฝ์ฐ dxy ์ํ๊ฐ ํ๋ฅด๋ฏธ ์ค์์์ ๊ตญ์ํ ๋์ด์๋
๋ฐ๋ฉด Fe(S)๋ dx2โ y2 ์ํ๊ฐ ํ๋ฅด๋ฏธ ์ค์์ ์์นํด ์๋ค. Fig.
1์ ๋ํ๋ธ CoFeCl3์ ์์ ๊ตฌ์กฐ๋ก๋ถํฐ Co์ dxy ์ํ๋ Cl
์ s, p ์ํ์ ๋ ํผํฉ์ ํ๊ณ Fe์ dx2โ y2 ์ํ๋ Cl์ s, p
์ํ์ ๋ ํผํฉํ ๊ฒ์ ์ฝ๊ฒ ์์ํ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ๋ฅด๋ฏธ
์ค์ ๊ทผ์ฒ์ ์ํ๋ Cl ์์์์ ์ํธ์์ฉ์ ๊ธฐ์ธํ ๊ฒ์ด๋ผ
๊ณ ๋ถ์ํ ์ ์๋ค. Fe์ผ๋ก ํ๋ฉด์ด ๋๋๋ CoFeCl3 ๋ฐ๋ง์ด
์ํ ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ๋ฅผ ๋ณด์ด๋ ์ด์ ๋ ํ๋ฅด๋ฏธ ์ค์ ๊ทผ์ฒ์ ์๋
dyz, dx2โ y2 ์ํ์ <yz|Lx|x2โ y2> ๊ฒฐํฉ์ ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ์๊ฐ๋
๋ค. ๋ฐ๋ฉด์ Co(S)์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ํ๋ฅด๋ฏธ ์ค์ ๊ทผ์ฒ์ dxy ์ํ๊ฐ
<xy|Lz|x2โ y2> ๊ฒฐํฉ์ ํตํด ๊ฐํ ์์ง ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ์ ๊ธฐ์ฌํ๊ธฐ
๋๋ฌธ์ธ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค[27].
ํ์ฌ CoFeX3(O, F, S, Cl) ํฉ๊ธ์ ์์ฑ์ ๋ํ ์คํ์ ๋ณด
๊ณ ๊ฐ ์๊ธด ํ๋ ์ ์ผ์๋ฆฌ์ด๋ก ๊ณ์ฐ ๊ฒฐ๊ณผ 6, 7 ์กฑ์ ์์๋ค์
์ ํ์ฉํ๋ฉด ํฐ ์คํ ๋ถ๊ทน๊ณผ ๊ฐํ ์์ง ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ์ ํจ๊ป
๊ฐ์ง๋ ๋ฌผ์ง์ ์ ์กฐํ ์ ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ฉฐ, ์ด๋ STT-
MRAM์ ์์ฉํ์ ํ์ฉํ ์ ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋ํ๋ค.
IV. ๊ฒฐ ๋ก
๋ณธ ๋ ผ๋ฌธ์ ์ ์ผ์๋ฆฌ๊ณ์ฐ์ ํตํด ํ๋ก๋ธ์ค์นด์ดํธ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ
์ง๋ CoFeX3(X = O, F, S, Cl)์ ์ ์๊ตฌ์กฐ์ ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ ์
๋์ง๋ฅผ ๊ณ์ฐํ์๋ค. ํ๋ก๋ธ์ค์นด์ดํธ ๊ตฌ์กฐ๋ X ์์๊ฐ ๋ง๋๋
ํ๋ฉด์ฒด ์๋ฆฌ ๊ฐ์ด๋ฐ Fe ์์๊ฐ ์์นํ๋ CoFeX3์ Co ์์
๊ฐ ๊ฐ์ด๋ฐ ์์นํ๋ FeCoX3์ ๋ชจ๋ ๊ณ ๋ คํ์๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ X
์์๊ฐ F์ผ ๋๋ FeCoX3 ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ์ก๊ณ ๋๋จธ์ง๋ CoFeX3
๊ตฌ์กฐ๊ฐ ์๋์ง์ ์ผ๋ก ๋ ์์ ํ๋ค. ํ๋ฅด๋ฏธ ์ค์์์ ๋ฉ์น
CoFeO3, FeCoF3, CoFeS3, CoFeCl3์ ์คํ ๋ถ๊ทน์จ์ ๊ฐ๊ฐ
78 %, 97 %, 66 %, 96 %๋ก ๊ณ์ฐ๋์ด, 7์กฑ ์์๋ B2 CoFe
์ ๋นํด ์คํ ๋ถ๊ทน์จ์ 15 % ์ด์ ์ฆ๊ฐ์ํด์ ํ์ธํ ์ ์
์๋ค. ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ 5์ธต ๋ฐ๋ง์์์ ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ ์๋์ง๋ฅผ ๊ณ
์ฐํด๋ณธ ๊ฒฐ๊ณผ, ํ๋ฉด์ด Co ์์๋ก ๋๋๊ฒ ๋๋ฉด X ์์๊ฐ O, F,
S, Cl ์ผ ๋ ๋ชจ๋ ์์ง ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ์ ๋ณด์๊ณ , ํนํ CoFeCl3
์ ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ ์๋์ง๋ ์ฝ 1.0 meV/cell๋ก Co ํ๋ฉด์ ๊ฐ์ง
๋ 5์ธต์ CoFe ๋ฐ๋ง๋ณด๋ค ์ฝ 3๋ฐฐ ์ ๋ ํฐ ๊ฐ์ ๊ฐ์ก๋ค. ๋ฐ๋ผ
์ 6, 7 ์กฑ์ ์์๋ค์ ์ ํ์ฉํ๋ฉด ํ๋ฅด๋ฏธ ์ค์์์์ ๋์
์คํ ๋ถ๊ทน์จ๊ณผ ๊ฐํ ์์ง ์๊ธฐ์ด๋ฐฉ์ฑ์ ํจ๊ป ๊ฐ์ง๋ ๋ฌผ์ง์
์ ์กฐํ ์ ์์์ ์์ธกํ์๋ค. ์ด๋ STT-MRAM์ด ๊ตฌ๋ํ
๋ ๋์ ์ด์ ์์ ์ฑ๊ณผ ๋ฎ์ ๋ฐ์ ์ ๋ฅ๋ฅผ ๋์์ ๋ง์กฑ์ํฌ ์
Fig. 5. (Color online) Atomic-projected density of states of the Co(S) and Fe(S) in Co- and Fe-terminated CoFeCl3 thin films, respectively.
Fig. 4. (Color online) MCA energies of 5-ML CoFeO3, FeCoF3,CoFeS3, CoFeCl3. Square (circle) corresponds Co (Fe)-terminatedfilm. From the definition of EMCA, positive (negative) sign meansperpendicular (in-plane) MCA energy.
โ 184 โ ํ๋ก๋ธ์ค์นด์ดํธ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ CoFeX3(X = O, F, S, Cl) ํฉ๊ธ์ ์์ฑ๊ณผ ์ ์๊ตฌ์กฐ์ ๋ํ ์ ์ผ์๋ฆฌ๊ณ์ฐ โ์ ๊ฐ์์ ยท ํ์์ฒ
์๊ณ , ๋ฐ๋ผ์ STT-MRAM์ ์์ฉํ์ ๊ธฐ์ฌ๋ฅผ ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ
๋จํ๋ค.
๊ฐ์ฌ์ ๋ง
์ด ๋ ผ๋ฌธ์ 2009๋ ๋ ๊ต์ก๋ถ์ 2015๋ ๋ ๋ฏธ๋์ฐฝ์กฐ๊ณผํ๋ถ์
์ฌ์์ผ๋ก ํ๊ตญ์ฐ๊ตฌ์ฌ๋จ์ ์ง์์ ๋ฐ์ ์ํ๋ ๊ธฐ์ด์ฐ๊ตฌ์ฌ์
์(NRF-2009-0093818, NRF-2015R1A2A2A01003621).
References
[1] S. A. Wolf, D. D. Awschalom, R. A. Buhrman, J. M. Daugh-ton, S. von Molnar, M. L. Roukes, A. Y. Chtchelkanova, andD. M. Treger, Science 294, 1488, (2001).
[2] A. V. Khvalkovskiy, D. Apalkov, S. Watts, R. Chepulskii, R. S.Beach, A. Ong, X. Tang, A. Driskill-Smith, W. H. Butler, P. B.Visscher, D. Lottis, E. Chen, V. Nikitin, and M. Krounbi, J.Phys. D: Appl. Phys. 46, 074001 (2013).
[3] I. ลฝutiฤ, J. Fabian, and S. D. Sarma, Rev. Mod. Phys. 76, 323(2004).
[4] A. Fert, Rev. Mod. Phys. 80, 1517 (2008).[5] C. Felser, G. H. Fecher, and B. Balke, Angew. Chem. Int. Edit.
46, 668 (2007).[6] D. D. Awschalom, M. E. Flattรฉ, and N. Samarth, Sci. Am. 286,
66 (2002).[7] Y. M. Lee, J. Hayakawa, S. Ikeda, F. Matsukura, and H. Ohno,
Appl. Phys. Lett. 90, 2507 (2007).[8] S. I. Kiselev, J. C. Sankey, I. N. Krivorotov, N. C. Emley, R. J.
Schoelkopf, R. A. Buhrman, and D. C. Ralph, Nature 425, 380(2003).
[9] N. N. Mojumder, C. Augustine, D. E. Nikonov, and K. Roy, J.Appl. Phys. 108, 104306 (2010).
[10] J. E. Pask, L. H. Yang, C. Y. Fong, W. E. Pickett, and S. Dag,
Phys. Rev. B 67, 224420 (2003).[11] C. Y. Fong, M. C. Qian, J. E. Pask, L. H. Yang, and S. Dag,
Appl. Phys. Lett. 84, 239 (2004).[12] S. Jekal, O. Kwon, S. C. Hong, and J. I. Lee, J. Nanosci. Nan-
otech. 15, 2356 (2015).[13] X. Hu, Adv. Mater. 24, 294 (2012).[14] S. Ikeda, K. Miura, H. Yamamoto, K. Mizunuma, H. D. Gan,
M. Endo, S. Kanai, J. Hayakawa, F. Matsukura, and H. Ohno,Nat. Mater. 9, 721 (2010).
[15] G. Kim, Y. Sakuraba, M. Oogane, Y. Ando, and T. Miyazaki,Appl. Phys. Lett. Appl. Phys. Lett. 92, 172502 (2008).
[16] K. Yakushiji, T. Saruya, H. Kubota, A. Fukushima, T. Naga-hama, S. Yuasa, and K. Ando, Appl. Phys. Lett. 97, 232508(2010).
[17] S. Jekal, S. H. Rhim, O. Kwon, and S. C. Hong, J. Appl. Phys.117, 17E105 (2015).
[18] D. Sander, A. Enders, C. Schmidthals, J. Kirschner, H. L. John-ston, C. S. Arnold, and D. Venus, J. Appl. Phys. 81, 4702(1997).
[19] W. Wang, H. Sukegawa, R. Shan, S. Mitani, and K. Inomata,Appl. Phys. Lett. 95, 182502 (2009).
[20] S. Emori, U. Bauer, S. M. Ahn, E. Martinez, and G. S. Beach,Nat. Mater. 12, 611 (2013).
[21] X. Jiang, R. Wang, R. M. Shelby, and S. S. P. Parkin, IBM J.Res. Dev. 50, 111 (2006).
[22] G. Kresse and D. Joubert, Phys. Rev. B 59, 1758 (1999).[23] J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77,
3865 (1996).[24] P. E. Blรถchl, Phys. Rev. B 50, 17953 (1994).[25] H. J. Monkhorst and J. D. Pack, Phys. Rev. B 13, 5188 (1976).[26] E. G. Kim, S. Jekal, O. Kwon, and S. C. Hong, J. Kor. Magn.
Soc. 24, 35 (2014).[27] D. S. Wang, R. Wu, and A. J. Freeman, Phys. Rev. B 47,
14932 (1993).