• 제목/요약/키워드: 전기 사중극자 분열

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구리-철-크롬 산화물에서의 전기사중극자 상호작용 (Electric Quadrupole Interaction in Copper-Iron-Chromium Oxide)

  • 서승욱;최은정
    • 한국자기학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.89-93
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    • 2008
  • 준강자성체 구리-철-크롬 산화물 $CuFe_{0.9}Cr_{1.1}O_4$을 제조하여 액체질소 온도에서부터 닐 온도까지의 범위에 대한 뫼스바우어 분광실험을 하였다. 닐 온도는 355 K로 측정되었으며, 닐 온도 이상에서의 전기사중극자 상호작용의 크기인 사중극자 분열값은 0.50 mm/s인 반면, 닐 온도 이하에서의 사중극자 이동값은 실험오차 범위 내에서 0.00 mm/s이었다. 이러한 전기사중극자 상호작용에 대한 겉보기 불일치 현상은 자기적 초미세 자기장이 전기장 기울기 텐서의 주축에 대하여 무작위로 배열된다는 모델을 이용하면 설명될 수 있다.

Fe0.9Zn0.1Cr2S4의 결정학적 및 자기적 성질에 관한 연구 (Studies of Crystallographic and Magnetic Properties in Fe0.9Zn0.1Cr2S4)

  • 배성환;김삼진;김철성
    • 한국자기학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.34-37
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    • 2007
  • [ $Fe_{0.9}Zn_{0.1}Cr_2S_4$ ]를 직접합성법으로 제조하여 X선 회절기(XRD), 진동 시료 자화율 측정기(VSM), $M\"{o}ssbauer$ 분광기를 이용하여 시료의 결정학적 및 자기적 특성을 연구하였다. X선 회절도 분석 결과, 결정구조는 입방정형 스피넬 구조이며, 공간 그룹은 Fd3m으로 격자 상수는 $a_0=9.9967\;{\AA}$로 결정되었다. 100 Oe 인가자장하의 자화 곡선(ZFC: Zero field cooling)에서는 77 K 근방에서 첨점 형태의 특이 현상이 관측되었다. VSM과 $M\"{o}ssbauer$ 스펙트럼 분석 결과 $N\'{e}el$ 온도($T_N$)는 153 K로 결정되었다. $M\"{o}ssbauer$ 스펙트럼은 4.2 K에서 커다란 전기 사중극자 상호작용에 의한 비대칭적인 8-line 형태를 나타내었으며 이때의 전기 사중극자 분열치는 2.22mm/s이었다. 77 K에서 전기 사중극자 분열치는 0.20mm/s로 급격히 감소하였고 온도 상승과 함께 $M\"{o}ssbauer$ 스펙트럼 또한 8-line에서 6-line 형태로 변하였다. 상온에서의 이성질체 이동 값은 0.48mm/s로 철의 이온 상태가 전 온도 영역에서 $Fe^{2+}$로 결정되어 진다.

비정질 F$e_32Ni_36Cr_14P_12B_6$의 자기적 성질 (The Magnetic Properties of Amorphous F$e_32Ni_36Cr_14P_12B_6$)

  • 김정기
    • 한국재료학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.293-297
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    • 1992
  • Mossbauer 분광법으로 비정질 Fe/sub 32/Ni/sub 36/Cr/sub 14/P/sub 12/B/sub 6/의 자기적 성질을 연구하였다. 88K의 스펙트럼 분석에 의하면 초미세 자기장의 값은 140.5kOe이며 사중극자 분열은 거의 0의 값을 같는데 이는 초미세 자기장이 전기장 기울기 주축에 대해서 무질서하게 나열함을 의미한다. 시료의 Tc는 280K이고 상자성 온도 영역에서는 사중극자 분열값은 온도에 무관하게 거의 일정한 값을 나타냈다. 되튐없는 확률로부터 시료의 Debye특성 온도 288K를 얻었다.

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57Fe 이온이 CuO에 미치는 효과에 관한 Mössbauer 분광 연구 (Mössbauer Study on the Variation in Magnetic Properties of CuO Induced by 57Fe Addition)

  • 박재윤;김광주
    • 한국자기학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.113-119
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    • 2009
  • sol-gel 방법을 이용하여 제작된 $^{57}Fe_xCu_{1-x}O$(x = 0.0, 0.02) 분말 시료들에 대한 결정구조 및 초미세 자기적 특성을 X-선 회절(XRD)과 $M{\ddot{o}}ssbauer$ 분광법을 이용하여 조사하였다. XRD 측정 결과 단사(monoclinic) 구조의 CuO 단일상 만이 나타났고, 열처리 온도 상승에 따라 격자상수 값들은 소폭 증가하였다. 또한, 열처리 온도 증가에 따라 $Fe^{3+}$ 스핀들의 정렬과 관련되는 산소 vacancy 농도가 증가하며, 이에 따라 상온에서의 강자성 상의 세기가 증가되었다. Jahn-Teller 효과에 의하여 왜곡된 팔면체 자리에 위치하는 $^{57}Fe$ 이온에 대하여 CuO의 Neel 온도보다 매우 낮은 17 K에서 사중극자 상호작용과 초미세 자기장 상호작용이 동시에 작용하는 조건을 적용하여 분석한 결과, 초미세 자기장 방향은 전기장 기울기 텐서의 세 주축에 대하여 ${\theta}=65^{\circ}$, ${\phi}=0^{\circ}$이고, 비대칭인자 ${\eta}=0.6$으로 나타났다. 그리고 Jahn-Teller 효과에 의한 왜곡으로 비교적 큰 사중극자 분열 ${\Delta}E_Q=-3.67\;mm/s$ 값이 나타났으며, 이성질체 이동 값은 $Fe^{3+}$에 대한 값인 0.32 mm/s으로 얻어졌다. $500^{\circ}C$에서 열처리를 통하여 얻어진 $^{57}Fe_{0.02}Cu_{0.98}O$ 시료에 대하여 17 K에서 취한 $H_{hf}$ 값은 426.94 kOe로 비교적 작은 값으로 얻어졌는데, 이것은 $H_{hf}$에 관계되는 세가지 항 $H_L$, $H_d$, $H_c$ 사이의 온도 의존성 차이에 기인하는 것으로 해석된다.

철화합물에 대한 뫼스바우어 연구 (Mossbauer studies of Iron Compounds)

  • 김철성
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
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    • pp.18-19
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    • 2002
  • $^{57}$ Fe화합물에 대한 Mossbauer 분광학 연구로부터 이들 자성물질의 이성핵적이동값, 전기사중극자 분열값 및 초미세자기장의 크기를 결정하였으며 이들값으로부터 Fe의 이온상태, 큐리온도, 각 Site의 점유율, Debye온도, spin wave상수, exchange integral을 계산하였다. $^{57}$ Co감마선을 사용하는 등가속도형 Mossbauer 분광기를 이용하여 4.2 K 부터 900 K 온도영역에서 실험을 하였다. (중략)

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고 분해능 중성자 회절 실험에 의한 YMn2-xFexO5 (x = 0.00, 0.01)의 다강체 특성 연구 (The Multiferroic Properties Study of YMn2-xFexO5 (x=0.00, 0.01) by Neutron Diffraction)

  • 김동현;김철성
    • 한국자기학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.183-187
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    • 2007
  • 다강체 물질인 망간 산화물 $YMn_{2-x}Fe_xO_5$ (x = 0.00, 0.01)를 졸-겔법을 이용하여 합성하였다. 결정학적 및 자기적 성질을 알아보기 위해 x-선 회절기, 고 분해능 중성자 분말 회절기, 진동 자화율 측정기를 이용하였으며, 전기적 성질은 Physical Property Measurement System(PPMS)를 사용하여 연구하였다. x-선 회절 분석 결과 $YMn_2O_5$ 시료의 결정구조는 격자상수 $a_0=7.275\;{\AA},\;b_0=8.487\;{\AA},\;c_0=5.674\;{\AA}$을 갖는 단일상의 orthorhombic 구조로 분석 되었고, Fe가 치환됨에 따른 격자상수의 변화는 없었다. $YMn_2O_5$의 중성자 회절 실험 결과 다강체 특성이 발현되는 온도($T_2=18K$)에서 격자상수의 변화 및 자기 구조에 의해 나타나는 회절 피크가 변화하는 모습을 확인하였다. 또한 우리는 뫼스바우어 분광법을 이용한 전기 사중극자 분열값의 확인을 위하여 $YMn_{1.99}Fe_{0.01}O_5$를 합성하였고 $YMn_2O_5$$YMn_{1.99}Fe_{0.01}O_5$의 물리적 특성의 변화는 없는 것으로 확인하였다[1]. $T_2$에서 전기 사중 극자 분열값의 변화가 확인된 $YMn_{1.99}Fe_{0.01}O_5$ 시료의 유전상수 및 자화율 그래프를 통하여 다강체 특성이 서로 연관되어 상호작용을 함을 알 수 있었다.

$Ni_{0.65}Zn_{0.35}Cu_{0.1}Fe_{1.9}O_4$의 결정학적 및 Mossbauer 효과 연구 (Crystallographic and Mossbauer studies of $Ni_{0.65}Zn_{0.35}Cu_{0.1}Fe_{1.9}O_4$)

  • 김우철;이승화;홍성렬;옥항남;김철성
    • 한국자기학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.118-124
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    • 1998
  • Ni0.65Zn0.35Cu0.1Fe1.9O4의 결정학적 및 자기적 성질을 Mossbauer 분광법과 X-선 회절법으로 연구하였다. 결정구조는 cubic spinel 구조이며, 격자상수 a0=8.390$\AA$임을 알았다. Mossbauer 스펙트럼은 12K부터 705K까지 취하였으며, 상온에서 이성질체 이동결과 사면체자리 [A 자리], 팔면체자리[B 자리] 모두 Fe+3가 임을 알았고, Neel 온도 TN=705K로 결정하였다. 온도가 상승함에 따라 Mossbauer 스펙트럼의 선폭이 증가하였는데 이는 철의 자리에서 여러 다른 초미세자기장의 온도의존성으로부터 기인된다고 몰 수 있으며, 전기사중극자 분열값이 Neel 온도에서 0.41mm.s인 반면 TN이하에소는 실험적인 오차범위에서 0으로 나타났는데 이것은 전기장기울센터의 주축에 대한 초미세자기장의 방향이 임의적이라는데 기인하는 것으로 해석이 된다.

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비자성 이온 Ga, In이 치환된 유화물 스피넬의 뫼스바우어 분광학 연구 (The Effect of Non Magnetic ion Substitution for the FeCr2-xMxS4(M=Ga, In) by Mossbauer Spectroscopy)

  • 손배순;김삼진;김철성
    • 한국자기학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.6-10
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    • 2006
  • 단일상 $FeCr_{2-x}M_xS_4$ (M=Ga, In; x=0.1, 0.3)에 대하여 x-선 회절기(XRD), 진동 시료 자화율 측정기(VSM), 뫼스바우어 분광기를 이용하여 비자성 이온의 치환효과를 연구하였다. 결정구조는 Rietveld프로그램을 이용하여 공간그룹이 Fd3m[Fe, Ga, In(8a); Cr, Ga, In(160); S(32e) (u, u, u)]인 입방 스피넬 구조임을 확인하였다. 비자성 이온 Ga이 치환된 시료의 경우, Ga이 치환 될수록 격자상수가 10.007에서 $9.996\;{\AA}$,으로 감소하는 반면, In이 치환된 시료의 경우, In이 치환 될수록 격자상수가 10.029에서 $10.092\;{\AA}$로 증가함을 확인하였다 VSM측정 결과 Ga과 In이 치환 될수록 Neel온도는 각각 180에서 188K, 173에서 160K로 변화하였는데, 이것은 격자상수의 변화에 따른 사면체 자리(A자리)와 팔면체 자리(B 자리)의 초교환 상호작용 세기의 변화로 해석 할 수 있었다 $4.2K\~300K$의 온도범위에 걸쳐서 뫼스바우어 스펙트럼을 분석한 결과 Fe이온이 각각 A자리와 B자리에 점유함을 확인 할 수 있었다. 이것은 비자성 이온 Ga과 In 이 A자리의 Fe이온의 비대칭적인 전하 분포를 야기시키는 것으로 해석할 수 있었다. 또한 Cr-S의 결합거리를 비교해 본 결과, $FeCr_{2-x}Ga_xS_4$(x=0.3)와 RFeCr_{2-x}In_xS_4$ (x=0.3)가 각각 2.41, $2.43\;{\AA}$$FeCr_{2-x}Ga_xS_4$(x=0.3)의 결합거리가 작아 공유 결합력이 커짐에 따라 비대칭적인 전하 분포를 유도함으로 해석할 수 있다. 이는 큰 전기 사중극자를 유도하는 결과와 일치함을 알 수 있었다.

(Fe0.95Ni0.05)7Se8의 뫼스바우어 분광학적 연구 (Mössbauer Study of (Fe0.95Ni0.05)7Se8)

  • 김응찬
    • 한국자기학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.41-45
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    • 2014
  • 뫼스바우어 분광 법과 x선 회절 측정으로 $(Fe_{0.95}Ni_{0.05})_7Se_8$을 연구하였다. $(Fe_{0.95}Ni_{0.05})_7Se_8$의 결정구조는 NiAs 구조의 triclinic superstructure를 나타내었다. 반면에 $Fe_7Se_8$의 결정구조는 orthohexagonal structure를 나타내었다. 125 K 부근에서 $(Fe_{0.95}Ni_{0.05})_7Se_8$의 전기사중극자 분열 값의 갑작스러운 변화는 triclinic superstructure를 갖는 $Fe_7Se_8$에서 보고된 점진적인 스핀 회전 전이와는 대조적으로 갑작스럽게 스핀 회전이 발생함을 보여주었다. 실온에서 측정된 $(Fe_{0.95}Ni_{0.05})_7Se_8$의 이성질체 이동 값은 0.5~0.69 mm/s를 나타냈는데 이 값으로부터 $A_1$, $A_2$, B, C 4개의 모든 사이트가 $Fe^{2+}$ 상태임을 알 수 있었다.

Cu0.1Fe0.9Cr2S4의 결정학적 및 자기적 성질에 관한 연구 (Crystallographic and Magnetic Properties of Cu0.1Fe0.9Cr2S4)

  • 손배순;김삼진;김철성
    • 한국자기학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.33-37
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    • 2004
  • Cu$_{0.1}$Fe$_{0.9}$Cr$_2$S$_4$에 대하여 x-선 회절기(XRD), 진동 시료 자화율 측정기(VSM), Mossbauer 분광기, 자기저항(Magnetoresistance;MR)법을 이용하여 시료의 결정학적 및 자기적 특성을 연구하였다. 결정구조는 cubic spinel 구조이며, 격자 상수는 a$_{0}$=9.9880 $\AA$이었다. 자기저항(MR)실험 결과 110 K 이하에서는 반도체적 거동을, 100 K 이상에서는 도체적인 거동을 보인다. VSM 실험결과 100 Oe 인가 자장 하에서 zero-field-cooling(ZFC)와 field-cooling(FC) 사이에 커다란 비가역적 첨점 형태가 관측되었다. 5 kOe인가 자장 하에서 포화자화값이 온도 상승과 더불어 110 K 까지 증가되는 현상이 관측되었다. 15 K∼300 K의 온도 범위에 걸쳐서 Mossbauer스펙트럼을 분석한 결과 전기사중극자 분열치가 Neel온도 이하에서 나타나기 시작하여 온도가 하강하면서 점차 증가하고 공명선의 선폭이 비대칭적으로 굵어짐을 볼 수 있었다. 이것은 동적 Jahn-Teller뒤틀림이 일어나고 있는 것으로 해석된다. Fe 이온의 전하상태는 +2이며, 초미세 자기장은 온도가 상승함에 따라 극저온에서 100 K 부근까지 증가하다가 감소하는 현상이 나타났다. 이것은 반대방향의 orbital current field(H$_{L}$)와 Fermi contact field(H$_{C}$) 사이의 상쇄효과로 해석된다.