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비틀림 스트레인 하에서 전기도금으로 만든 Cu 코어/Ni80Fe20 쉘 복합 와이어에서 비대각 자기임피던스(Off-diagonal Magneto-Impedance) 효과의 증대

한국자기학회지, Volume 27, Number 4, 31 Aug 2017, Pages 135-139
김동영 (안동대학교 물리학과), 윤석수 * (안동대학교 물리학과), 이상훈 (가야대학교 방사선학과)
Abstract
직경 190 μm Cu 와이어에 Ni80Fe20 연자성 물질을 전기도금법으로 증착하여 금속 코어/연자성 쉘 구조의 복합 와이어를 제작
하고 이 와이어에서 자기임피던스 효과(MI 효과)를 연구하였다. 원통 좌표계에서 복합 와이어의 임피던스 텐서의 두 대각 성분
Zθθ와 Zzz는 z 방향으로 가한 자기장에 대해 큰 MI 효과를 나타낸 반면, 비대각 임피던스 Zθz의 MI 효과는 매우 약하게 나타났
다. 비대각 자기임피던스 효과가 큰 복합 와이어를 만들기 위해 비틀림 스트레인 하에서 전기도금하는 방법을 시도하였다. Cu 와이어의 한쪽 끝을 약 270o 이상 회전한 상태에서 전기도금 된 복합 와이어는 뚜렷하게 증대된 비대각 MI 효과를 보였으며 360o 회전한 상태에서 도금 된 와이어에서 최대의 비대각 MI 효과를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 비대각 MI 효과가 큰 복합와이어를 제작하는 방법을 개발한 것은 금속 코어/자성 쉘 복합 와이어의 자기센서 소재로써의 응용가능성을 높일 것으로 기대된다.

The magneto-impedance effect (MI effect) has been investigated in metal core/soft magnetic shell composite wires fabricated by electrodeposition of Ni80Fe20 on Cu wire (diameter 190 μm). The diagonal impedances Zzz and Zθθ in cylindrical coordinate showed strong MI effect for the magnetic field applied along z-axis, while the off-diagonal impedance Zθz showed very weak MI effect. We have tried to develop the Cu core/Ni80Fe20 shell composite wire having strong MI effect in off-diagonal impedance by electrodeposion under torsional strain. The core/shell composite wire electrodeposited under torsional angles above 270o showed significantly enhanced MI effect in the off-diagonal impedance. The maximum MI effect was observed in the composite wire electrodeposited under torsional angle of 360o. The developed method to enhance off-diagonal MI effect is expected to increase the applicability of the core/shell composite wire to magnetic sensor material.
Keywords: 자기임피던스 효과; 임피던스 텐서; 금속 코어/연자성 쉘 복합 와이어; 전기도금; magneto-impedance effect; impedance tensor; metal core/soft magnetic shell composite wire; electrodeposition
DOI: https://doi.org/10.4283/JKMS.2017.27.4.135