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Preparation and Physical Characterizations of Superparamagnetic Maghemite Nanoparticles

  • Yoon, Sunghyun
    • Journal of Magnetics
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    • 제19권4호
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    • pp.323-326
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    • 2014
  • Superparamagnetic maghemite nanoparticles were prepared by chemical co-precipitation, followed by a temperate oxidation stage, and investigated using FE-SEM, XRD, TGA, VSM, and M$\ddot{o}$ssbauer spectroscopy. Through SEM image and XRD analysis, its average particle size was found to be 13.9 nm. While VSM magnetic measurement showed typical superparamagnetic behavior at room temperature, M$\ddot{o}$ssbauer spectroscopic investigation revealed that non-vanishing magnetic hyperfine structure were retained. Cation distribution estimated from M$\ddot{o}$ssbauer spectroscopy confirmed the formation of maghemite nanophase in the sample.

M형 Ba-Ferrite에서 Fe 이온의 열 진동에 관한 연구 (The Thermal Dynamics of Fe Ion on the M-type Ba-ferrite)

  • 서정철;김진수;최정완
    • 한국자기학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.5-9
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    • 2011
  • M형 Ba-ferrite 결정에서 5가지 자리에 위치한 Fe 이온의 열 진동에 관하여 M$\ddot{o}$ssbauer 분광법과 Raman 분석으로 연구하였다. 결정의 c-축 방향을 기준으로 감마선을 여러 방향으로 조사하여 각 방향에 대한 열진동의 형태를 측정 분석하였다. 특히 2b 자리에서 c-축 방향의 진동은 다른 방향 보다 매우 활발하여 M$\ddot{o}$ssbauer 공명 흡수에 큰 변화를 일으키고 있으며 Raman 측정에서도 2b 자리의 진동이 매우 크게 나타나는 특이한 성질을 나타내고 있다.

기계적 합금화한 Fe계 분말 특성에 관한 뫼스바우어 분광학적 연구 (Mössbauer Study on Crystallographic and Magnetic Properties of Mechanical Alloying Fe-M(M=Cr, Mn, Cu, Zn) Powders)

  • 박재윤;최재주
    • 한국자기학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.26-29
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    • 2007
  • 비 평형 시료제조법으로 잘 알려진 기계적 합금법을 이용하여 Fe(Fe-Cr, Fe-Mn, Fe-Cu, Fe-Zn)계 분말을 제조하였다. 일정한 당량비를 갖는 Fe와 전이금속원소 M(Cr, Mn, Cu, Zn)분말을 Ar 분위기에서 볼밀을 사용하여 수주에 걸친 기계적 합금을 시행하였다. 분쇄시간에 대한 Fe계 분말들의 결정 구조적 및 초미세 자기적 특성 변화를 X선 회절기와 $M\"{o}ssbauer$ 분광계를 이용하여 관찰하였다. X-선 회절실험 결과 밀링시간의 진행에 따라 합금이 발생되고 격자 상수값은 전이금속원자 M의 Fe원자 치환에 따라 증가하였다. Fe원자 주위의 국소적 원자분포의 영향을 조사하기 위한 $M\"{o}ssbauer$ 분광실험에서 밀링시간의 경과와 더불어 강자성 상에 대한 공명 흡수선들의 평균선폭은 증가되었고 상자성 상 역시 관측 되었다. 치환에 의한 Fe 원자간 거리증가는 초미세 자기장값은 분산된 값을 가져왔으며, quadrupole shift와 isomer shift의 결과는 M 치환으로 Fe의 결정구조와 국부적 전하분포의 변화가 크게 일어나지 않음을 보여준다.

울릉도 해안지역 염기성암의 자기적 성질 연구 (Magnetic Properties of Basic Rock in the Seaside Area of Ulleung Island)

  • 윤인섭
    • 한국자기학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.153-159
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    • 2010
  • 울릉도의 해안지역에서 염기성암 시료에 대하여 X-선 형광 분광 분석, M$\ddot{o}$ssbauer 분광 분석 및 SQUID 분석으로 물리적 특성을 조사하여 화산암의 화학적 조성과 시료 내에 존재하는 Fe의 원자가 상태와 자기적 성질을 연구하였다. 울릉도 해안지역의 염기성암은 알칼리 장석 계열의 광물들이 주 광물로 구성되어 있으며, 적철석인 hematite(${\alpha}-Fe_2O_3$)을 포함한 총 Fe 화합물의 중량비는 10.6~14.5 wt%의 범위에 있음을 알 수 있었다. M$\ddot{o}$ssbauer spectrum과 자기이력 곡선을 조사한 결과로 부터 모든 시료들의 자기적 성질이 hematite(${\alpha}-Fe_2O_3$)에 의한 강자성을 나타내고 있음을 알 수 있었다. 또한 10 K~350 K 온도 범위에서 외부 자기장인 +1 T를 인가하고 온도에 따른 자기화의 변화를 측정한 결과로부터 41 K~60 K 사이의 온도에서 시료들의 자기전이가 나타나고 있음을 알 수 있었다.

치환형 Ferrite (Fe-Al-Ga-Si)의 특성 연구 (A Study on the Properties of Substituted Ferrite (Fe-Al-Ga-Si))

  • 최승한
    • 한국재료학회지
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    • 제21권8호
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    • pp.439-443
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    • 2011
  • The crystal structure and magnetic properties of a new solid solution type ferrite $(Fe_2O_3)_5-(Al_2O_3)_{3.4}-(Ga_2O_3)_{0.6}-SiO$ were investigated using X-ray diffraction and M$\"{o}$ssbauer spectroscopy. The results of the X-ray diffraction pattern indicated that the crystal structure of the sample appears to be a cubic spinel type structure. The lattice constant (a = 8.317 ${\AA}$) decreases slightly with the substitution of $Ga_2O_3$ even though the ionic radii of the Ga ions are larger than that of the Al ions. The results can be attributed to a higher degree of covalency in the Ga-O bonds than in the Al-O and Fe-O bonds, which can also be explained using the observed M$\"{o}$ssbauer parameters, which are the magnetic hyperfine field, isomer shift, and quadrupole splitting. The drastic change in the magnetic structure according to the Ga ion substitution in the $ (Fe_2O_3)_5(Al_2O_3)_{4-x}(Ga_2O_3)_xSiO$ system and the low temperature variation have been studied through a M$\"{o}$ssbauer spectroscopy. The M$\"{o}$ssbauer spectrum at room temperature shows the superpositions of two Zeeman patterns and a strong doublet. It shows significant departures from the prototypical ferrite and is comparable with the diluted ferrite. The doublet of spectrum at room temperature appears to originate from superparamagnetic clusters and also the asymmetry of the doublet appears to be caused by the preferred orientation of the crystallites. The M$\"{o}$ssbauer spectra below room temperature show various complicated patterns, which can be explained by the freezing of the superparamagnetic clusters. On cooling, the magnetic states of the sample were various and multi critical.

$M\"{o}ssbauer$ 분광학을 이용한 $Ni_{0.5}Co_{0.5}Fe_{2}O_{4}$의 Atomic migration 연구 (Study of Atomic Migration in $Ni_{0.5}Co_{0.5}Fe_{2}O_{4}$ Using the $M\"{o}ssbauer$ Spectroscopy)

  • 이승화;홍성렬;박승일;김철성
    • 한국자기학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.58-63
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    • 1995
  • 준강자성 $Ni_{0.5}Co_{0.5}Fe_{2}O_{4}$의 결정학적 및 자기적 성질을 X-선 회절법과 $M\"{o}ssbauer$ 분광법으로 연구하였다. 결정구조는 입방 스피넬 구조를 갖으며, 격자상수 $a_{0}=8.346{\pm}0.005\;{\AA}$임을 알았다. $M\"{o}ssbauer$ spectrum 은 13 K 부터 780 K 영역까지 취하였다. 상온에서 이성질체이동 결과 사면체(A), 팔면체(B)자리 모두 철 이온의 전하상태가 +3가 임을 알았다. 결정내의 Debye 온도가 A자리는 $441{\pm}5\;K$이며 B 자리는 $321{\pm}5\;K$로 결정하였다. 또한 $Fe^{3+}$ 이온이 A자리에서 B자리로의 원자이동은 500 K 근처에서 시작되었으며, 온도 증가에 따라 급격히 증가하여 700 K 에서 Fe 이온의 이동률은 51%이었다.

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Tb3-xBixFe5O12(x=0.5, 0.75, 1.0, 1.25)의 자기적 특성 연구 (Magnetic Properties of Bismuth Substituted Terbium Iron Garnet)

  • 박일진;김철성
    • 한국자기학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.245-248
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    • 2006
  • Sol-gel법을 이용하여 단일상을 갖는 $Tb_{3-x}Bi_xFe_5O_{12}$ 분말 시료를 제조하였으며, 그 결정학적 및 자기적 특성을 x-선 회절법(XRD), 진동 시료 자화율 측정법(VSM), $M\"{o}ssbauer$ 분광법으로 연구하였다. XRD 분석 결과 결정구조는 Ia3d의 공간그룹을 갖는 cubic 구조임을 알 수 있었고, Bismuth의 치환량이 x=0.5, 0.75, 1.0 및 1.25로 증가할수록 격자상수가 각각 $a_0=12.466{\AA},\;12.487{\AA},\;12.499{\AA},\;12.518{\AA}$으로 선형적으로 증가함을 확인할 수 있었다. VSM을 이용한 온도에 따른 자기모멘트 측정 결과 Bismuth의 치환량이 증가하면 $N\'{e}el$ 온도는 증가하며 compensation 온도는 감소함을 확인할 수 있었다. 또한 field cooled 조건에서 비정상적인 음의 자화값이 관측되었다. $M\"{o}ssbauer$ 스펙트럼은 4.2 K에서부터 $N\'{e}el$ 온도까지 측정하였으며, 분석 결과 상온에서 모든 시료의 이성질체 이동치의 값은 평균적으로 0.27mm/s로 철의 이온상태가 +3가 임을 확인할 수 있었다.