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Ce이 치환된 YIG garnet의 결정학적 및 자기적 성질 연구
금준식(Jun Sig Kum),김삼진(Sam Jin Kim),심인보(In-Bo Shim),김철성(Chul Sung Kim) 한국자기학회 2004 韓國磁氣學會誌 Vol.14 No.1
Compounds of Y_(3-x)Ce_xFe_5O₁₂(x = 0.0, 0.1, 0.2, and 0.3) were prepared using the sol-gel method. The XRD measurements show that these samples have only a single phase of the garnet structure regardless of the amount of Ce substitution. The lattice constants of x = 0.0 and x = 0.3 were found to be α_0 = 12.3758±0.0005 Å and 12.4062±0.0005 Å, respectively. The lattice constant increases linearly with increasing Ce concentration. The saturation magnetization was not changed fairly, with increasing Ce concentration, but coercivity decreased form 18.3 Oe to 5.8 Oe as x increased form x = 0.0 to x = 0.1. Mossbauer spectra of Y_(3-x)Ce_xFe_5O₁₂ were measured at various absorber temperatures from 13 K to Neel temperature. The Mossbauer spectra were fitted by least-squares technique with two subpatterns of Fe sites in the structure and corresponding to the 16a and 24d site. The temperature dependence of the magnetic hyperfine field in (57)^Fe nuclei at the tetrahedral 24d and octahedral 16a sites were analyzed based on the Neel theory of ferrimagnetism. The result of the Debye temperatures indicated that the inter-atomic binding force for the 24d site was larger than that for the 16a site.
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알루미늄 산화물을 치환한 Garnet 물질의 자기적 성질에 관한 연구
김철성,민병기,금준식 국민대학교 2002 기초과학연구소 논문집 Vol.21 No.-
Sol-gel법을 이용하여 Y₃Fe_(4.75)Al_(0.25)O_(12) 분말을 합성하였다. 열시차 중량 분석장치(TG-DTA), X-선 회절기(XRD), 시료진동 자화율 측정기(VSM) 및 Mo¨ssbauer 분광기를 이용하여 물질의 결정구조 및 자기적 성질을 연구하였다. Y₃Fe_(4.75)Al_(0.25)O_(12)의 결정구조는 cubic이며, 격자상수는 α_(0)=12.3612Å로 결정하였다. Mo¨ssbauer spectrum을 20 K로부터 Ne´el 온도 (T_(N))까지 여러 온도에서 측정을 하였다. Ne´el 온도는 555 K로 측정되었다. Mo¨ssbauer spectrum은 Ne´el 온도로 접근함에 따라 바깥쪽 팔면체 자리의 선폭이 점점 넓어지는 것을 관측할 수 있다. 이러한 현상을 설명하기 위해 양이온의 확률적 분포를 이용하여 분석을 수행하였다. Al은 tetrahedral site를 선호한다고 알려져 있으며 Fe^(3+)과 Al^(3+)이 tetrahedral site에서 (_(6)C_(n))의 분포로 존재함을 알 수 있었다. 이성질체 이동 값의 분석 결과 tetrahedral site와 octahedral site의 Fe 이온이 모두 +3 상태로 존재함을 알 수 있었다. 전기4중극자 분열값으로부터 사면체적 대칭성과 팔면체적 대칭성을 잘 유지하고 있음을 알 수 있었다. 상온에서 외부 자장을 5 kOe 인가하여 측정한 포화 자화(M_(s))값은 21.537emu/g, 보자력(H_(c)) 값은 41.5 Oe 이었다. Al^(3+) substituted garnet Y₃Fe_(4.75)Al_(0.25)O_(12) was fabricated by a sol-gel method. The crystallographic and magnetic properties of Y₃Fe_(4.75)Al_(0.25)O_(12) have been studied by Mo¨ssbauer spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), thermogravimetry analysis (TGA), differential thermal analysis (DTA), and vibrating sample magnetometer (VSM). The crystal structure is found to be a cubic with the lattice constant a_(0)= 12.3612 Å. Mo¨ssbauer spectra of Y₃Fe_(4.75)Al_(0.25)O_(12) measured at various absorber temperatures from 20 to Ne´el temperature. It's the Neel temperature (T_(N)) is found to be 555 K. As the temperature increased toward T_(N), a systematic line broadening effect in the Mo¨ssbauer spectra was observed and interpreted to originate from different temperature dependencies of the magnetic hyperfine fields at various iron sites. It results from the distribution (_(6)C_(n)) of Fe^(3+) and Al^(3+) at tetrahedral site. The isomer shifts indicated that the iron ions were ferric at the octahedral 16a-site and the tetrahedral 24d-sites. The quadrupole splits showed that the orientation of the magnetic hyperfine field with respect to the principal axes of the electric field gradient was random. The saturation magnetization (M_(s)) was 21.537 emu/g and coercivity (H_(c)) is 41.5 Oe at room temperature under the applied field of 5 kOe.
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