• 제목/요약/키워드: $(La,Sr)MnO_3$

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Out-of-plane twin 구조를 갖는 $LaAlO_3$기판 상의 La-Ca-Mn-O 박막 적층 성장 분석

  • 송재훈;최덕균;정형진;최원국
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.145-145
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    • 1999
  • La-Ca-Mn-O (LCMO) 박막에서 초거대 자기 저항 효과와 발견된 이후 자기 센서와 고밀도 자기 저장 매체로서 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 현재 대부분의 증착은 타겟과 박막간의 조성의 일치를 위하여 PLD 방법을 이용하고 있으며 RF magnetron sputtering 법으로 증착한 예는 많이 보고되고 있지 않으며 특히 적층 성장시킨 예는 아직 보고되지 있지 않다. 또한 LCMO와의 낮은 격자 상수 불일치를 보이는 SrTiO3와 LaAlO3 기판에 LCMO 박막을 성장시킬 경우 LaAlO3의 경우 XRD rocking curve의 curve의 FWHM 값이 SrTiO3 상에 증착시킨 것의 10배 이상의 값을 보인다는 것은 주목할 만한 사실이다. RF magnetron sputtering 법을 이용하여 LaAlO3 기판상에 145nm MCMO 박막을 적층성장시켰다. XRD $ heta$-2$\theta$ scan을 통해 박막이 c-축 배향한 것을 확인할 수 있었으며 RBS 분석결과 4.98%의 minimumyield를 보였으며 이로부터 박막이 적층성장한 것을 확인할 수 있었다. LCMO (200) peak의 XRD $\theta$-rocking 결과 FWHM의 값은 0.311$^{\circ}$를 보였으나 2개의 피크가 존재하는 것을 볼 수 있었다. 따라서 기판의 (200) 피크를 XRD $\theta$-2$\theta$ scan에서 0.3$^{\circ}$ 간격으로 두 개의 피크를 관찰할 수 있었는데 이는 기판과 박막간의 stress로 인한 tetragonal distortion에 의한 것으로 알려져 있었다. 따라서 기판상에 박막이 어떤 식으로 적층 성장되었는지를 RBS를 이용하여 <001>과 <011> 방향으로 2MeV He++를 주입하여 0.1$^{\circ}$ 간격으로 틸팅을 해본 결과 <001> 방향에서는 1.12$^{\circ}$의 차이를 보였다. 이는 기판과의 compressive stress로 인해 c축 방향으로 늘어났으며 stress relaxed layer는 XRD 결과와는 달리 관찰할 수 없었다. 이러한 현상의 기판 자체의 twin 구조로 인한 것으로 생각된다. RBS 분석후 고분해능 XRD를 이용해 LCMO (200) peak의 $\theta$-rocking 결과 이제R지 laAlO3 상 증착한 LCMO의 값으로는 제일 작은 0.147$^{\circ}$를 나타내었다.

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Electrical Transport Properties and Magnetoresistance of (1-x)La0.7Sr0.3MnO3/xZnFe2O4 Composites

  • Seo, Yong-Jun;Kim, Geun-Woo;Sung, Chang-Hoon;Lee, Chan-Gyu;Koo, Bon-Heun
    • 한국재료학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.137-141
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    • 2010
  • The $(1-x)La_{0.7}Sr_{0.3}MnO_3(LSMO)/xZnFe_2O_4$(ZFO) (x = 0, 0.01, 0.03, 0.06 and 0.09) composites were prepared by a conventional solid-state reaction method. We investigated the structural properties, magnetic properties and electrical transport properties of (1-x)LSMO/xZFO composites using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), field-cooled dc magnetization and magnetoresistance (MR) measurements. The XRD and SEM results indicate that LSMO and ZFO coexist in the composites and the ZFO mostly segregates at the grain boundaries of LSMO, which agreed well with the results of the magnetic measurements. The resistivity of the samples increased by the increase of the ZFO doping level. A clear metal-to-insulator (M-I) transition was observed at 360K in pure LSMO. The introduction of ZFO further downshifted the transition temperature (350K-160K) while the transition disappeared in the sample (x = 0.09) and it presented insulating/semiconducting behavior in the measured temperature range (100K to 400K). The MR was measured in the presence of the 10kOe field. Compared with pure LSMO, the enhancement of low-field magnetoresistance (LFMR) was observed in the composites. It was clearly observed that the magnetoresistance effect of x = 0.03 was enhanced at room temperature range. These phenomena can be explained using the double-exchange (DE) mechanism, the grain boundary effect and the intrinsic transport properties together.

Synthesis of La0.7Sr0.3Mn1-xIrxO3 thin-films in search of superconductivity

  • Byeongjun Seok;Youngdo Kim;Donghan Kim;Jongho Park;Changyoung Kim
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.10-13
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    • 2023
  • 본 연구에서는 현재까지 연구된 HTSC와 다른 새로운 HTSC 물질군으로 제시된 LSMIO에 대한 합성 및 박막 성장과 물성 측정을 진행하였다. LSMIO는 기존의 HTSC 물질들과 비교하여 초전도처럼 보이는 현상의 기작이 상이한 것으로 예상되어 초전도 현상에 대한 이해의 폭을 넓히는데 도움이 될 것으로 기대되는 물질이다. 박막 성장을 위해 고상 합성법을 적용하여 La0.7Sr0.3Mn1-xIrxO3 세라믹 타겟을 합성하였으며, XRD 패턴 분석 결과 La0.7Sr0.3Mn0.88Ir0.12O3 샘플을 1200℃에서 2회 소결하는 것이 최적의 합성 조건임을 찾아내었다. 해당 조성의 LSMIO 세라믹 타겟을 사용하여 레이저 강도를 0.4 J/cm2에서 1.2 J/cm2까지 조절하며 PLD를 사용해 박막을 증착 하였다. 모든 LSMIO 박막은 동일한 단결정 LSAT 기판 위에 같은 두께로 성장하여 기판과 시료 두께에 의한 효과는 배제하였다. RHEED 패턴과 박막 XRD 측정 결과 성장된 박막들은 epitaxial하게 100 UC로 성장되었음을 확인할 수 있었으며, 각 박막들은 저항 측정 결과 모체 화합물인 LSMO와 비슷한 저항 특성을 보이며, 레이저 강도가 강할수록 Curie 온도가 낮아지는 결과가 나타났다. LSMIO와 LSMO가 유사한 전기적 특성을 가지는 것을 볼 때, Curie 온도의 하락은 박막의 Sr 치환 비율의 감소에 의한 것으로 사료된다. 본 연구에서는 HTSC의 후보군인 LSMO에 Ir을 치환하여 결정 및 전자 구조의 다양한 변화 시도하고 그 특성을 관찰하였다. LSMIO 페로브스카이트 시스템에서는 자기 양자불안정 (magnetic quantum instability) 상태 부근에서 강자성요동 (ferromagnetic fluctuation)에 의해 초전도가 발현될 수 있다고 보고되었지만, [5, 14] 본 연구에서 성장된 LSMIO 박막은 일반적인 강자성 특성을 보이며 초전도 현상은 관찰되지 않았다. 차후, 아직은 시작 단계인 LSMIO 소재에 관한 연구 저변을 확대하고 다양한 조성비의 박막을 성장하여 물리적 특성과 근원에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다. 비록 초전도는 발현되지 않았지만 manganite 페로브스카이트 시스템에서 전이금속 원소의 치환 및 세라믹 타겟 합성, 그리고 박막 성장과 특성 분석에 걸친 전과정에 대한 연구를 진행하였다. 이를 바탕으로 차후 다양한 HTSC 소재의 합성 및 박막화와 그 특성을 평가하는 연구에 대한 통찰을 제공하기를 기대한다.

Electrical and Magnetic Properties in [La0.7(Ca1-xSrx)0.3MnO3)]0.99/(BaTiO3)0.01 Composites

  • Kim, Geun-Woo;Bian, Jin-Long;Seo, Yong-Jun;Koo, Bon-Heun
    • 한국재료학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.216-219
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    • 2011
  • Perovskite manganites such as $RE_{1-x}A_xMnO_3$ (RE = rare earth, A = Ca, Sr, Ba) have been the subject of intense research in the last few years, ever since the discovery that these systems demonstrate colossal magnetoresistance (CMR). The CMR is usually explained with the double-exchange (DE) mechanism, and CMR materials have potential applications for magnetic switching, recording devices, and more. However, the intrinsic CMR effect is usually found under the conditions of a magnetic field of several Teslas and a narrow temperature range near the Curie temperature ($T_c$). This magnetic field and temperature range make practical applications impossible. Recently, another type of MR, called the low-field magnetoresistance(LFMR), has also been a research focus. This MR is typically found in polycrystalline half-metallic ferromagnets, and is associated with the spin-dependent charge transport across grain boundaries. Composites with compositions $La_{0.7}(Ca_{1-x}Sr_x)_{0.3}MnO_3)]_{0.99}/(BaTiO_3)_{0.01}$ $[(LCSMO)_{0.99}/(BTO)_{0.01}]$were prepared with different Sr doping levels x by a standard ceramic technique, and their electrical transport and magnetoresistance (MR) properties were investigated. The structure and morphology of the composites were studied by X-ray diffraction (XRD) and scanning electronic microscopy (SEM). BTO peaks could not be found in the XRD pattern because the amount of BTO in the composites was too small. As the content of x decreased, the crystal structure changed from orthorhombic to rhombohedral. This change can be explained by the fact that the crystal structure of pure LCMO is orthorhombic and the crystal structure of pure LSMO is rhombohedral. The SEM results indicate that LCSMO and BTO coexist in the composites and BTO mostly segregates at the grain boundaries of LCSMO, which are in accordance with the results of the magnetic measurements. The resistivity of all the composites was measured in the range of 90-400K at 0T, 0.5T magnetic field. The result indicates that the MR of the composites increases systematically as the Ca concentration increases, although the transition temperature $T_c$ shifts to a lower range.

La$_{1-x}Ca_xMnO_3$ 박막에서 p파 초전도의 가능성 (Possible p-wave condensed conductor (or superconductor) for La$_{1-x}Ca_xMnO_3$ films)

  • 김현탁;강광용
    • 한국초전도학회:학술대회논문집
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    • 한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
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    • pp.200-205
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    • 1999
  • In the ferromagnetic phase with electrons for La$_{1-x}$(Ca or Sr)$_x$MnO$_3$, films, a remnant resistivity of the order of 10$^{-8}$ ${\omega}$m is observed up to 100 K and increases exponentially with temperature up to T$_c$ and above one Tesla as a function of magnetic field strength (a positive magnetoresistivity). The phase below T$_c$ is regarded as a polaronic state with a polaronic tunneling conduction. Possible p-wave condensation (or superconductor) with a parabolic density of states and the phase separation are discussed on the basis of the two-fold degeneracy of ${\varrho}_{\delta}$ orbitals.

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1-butanol과 ethylene glycol을 이용하여 합성한 Sr hexaaluminate의 물리적 특성 및 메탄 연소 반응에 관한 연구 (A Study on Physical Properties and Catalytic Combustion of Methane of Sr Hexaaluminate Prepared using 1-butanol and Ethylene Glycol)

  • 손정민;우성일
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제45권3호
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    • pp.209-214
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    • 2007
  • Sr hexaaluminate($Sr_{1-x}La_xMnAl_{11}O_{19-\alpha}$)와 금속 alkoxide를 전구체로, 1-butanol과 ethylene glycol을 각각 용매로 사용한 sol-gel 법으로 합성하였다. 용매 변화에 따른 Sr hexaaluminate의 물리적 특성을 TG/DTA, XRD 및 $N_2$ adsorption을 이용하여 분석하였다. 합성 후 건조한 시료에 대한 열분해 거동을 분석한 결과는 1-butanol을 용매로 사용하여 합성한 hexaaluminate와 비교할 때, ethylene glycol을 용매로 이용한 경우 용매의 분해반응과 dehydroxylation 반응이 관찰되었고, 결정생성 온도도 상승하였다. Dehydroxylation 반응과 결정생성온도의 상승은 hexaaluminate의 소결현상을 가속시켜 낮은 비표면적의 원인이 되었다. 메탄에 대한 연소 반응으로 표면적 차이가 촉매 활성에 영향을 주었음을 확인하였다.

$K_2MnO_4/Al_2O_3$촉매를 이용한 과산화수소 기화기의 성능평가 (Performance Evaluation of Hydrogen Peroxide Vaporizer with $K_2MnO_4/Al_2O_3$ Catalyst)

  • 랑성민;안성용;권혁모;권세진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.329-334
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    • 2005
  • 고농도 과산화수소는 별도의 산화제가 필요치 않은 단일추진제로써 상온에서 액상인 장점이 있어 다양한 장치의 추진제로 이용되고 있다. 본 연구에서는 고온촉매인 $La_{0.8}Sr_{0.2}CoO_3(LSC)$촉매의 저온 시동성능의 보완을 위해 은, 백금, LSC, 망간계열촉매를 후보군으로 하여 과산화수소 가스발생기의 기화기 촉매를 실험적으로 선정하였다. 또한 이 때 발견된 망간계열촉매의 접착문제를 해결하고자 알루미나 졸-겔법을 이용한 촉매 합성법과 코팅 방법을 개발하였다. 그리고 코팅된 $K_2MnO_4/Al_2O_3$촉매와 LSC와의 드롭-테스트를 통해 상온에서의 반응성과 응답특성을 비교하였고, 가스발생기를 이용한 반응실험을 통해 설계유량에 적합한 기화기의 길이를 측정하였다.

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