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망간-철산화물 나노입자의 뫼스바우어 분광 연구
Mössbauer Studies of Manganese Iron Oxide Nanoparticles

현성욱   (국민대학교 물리학과UU0000250  ); 심인보   (국민대학교 물리학과UU0000250  ); 김철성   (국민대학교 물리학과UU0000250  ); 강경수   (한국에너지기술연구원CC0186897  ); 박주식   (한국에너지기술연구원CC0186897  );
  • 초록

    Polyol법을 이용하여 $MnFe_2O_4$ 나노입자를 제조하고, X-선 회절기(XRD)와 진동시료형 자화율 측정기(VSM)를 이용하여 결정학적 및 거시적인 자기적 특성을 분석하였고, 뫼스바우어( $M\"{o}ssbauer$ ) 분광실험을 통하여 $MnFe_2O_4$ 물질의 초미세 상호작용에 대한 연구를 수행하였다. 고분해능 투과형 전자 현미경(High Resolution Transmission Electron Microscope; HRTEM)을 이용하여 입자의 크기를 분석한 결과, 대부분의 입자크기가 $6{\sim}8$ nm 정도의 분포를 가지는 매우 균일한 입자로 형성되었음을 확인할 수 있었다. X-선 회절실험의 분석 결과, $a_0=8.418{\pm}0.001{\AA}$ 의 격자상수를 가지는 입방정형의 스피넬 구조로써 그 공간군이 Fd3m 임을 확인하였다. 상온에서의 VSM 측정결과 강한 초상자성 거동을 보였고, 뫼스바우어 분석결과로 상온에서 초상자성 영향에 따른 요동현상이 나타남을 관측할 수 있었다. 4.2K에서는 6개의 공명흡수선이 2 set으로 존재하고 초미세 자기장 값( $H_{hf}$ )이 A-site의 경우 498 kOe, B-site의 경우 521 kOe 로 분석되었다.


    We have prepared $MnFe_2O_4$ nanoparticles with polyol method. The crystallographic and magnetic properties were measured by using X-ray diffraction(XRD), vibrating sample magnetometer(VSM) and $M\"{o}ssbauer$ spectroscopy. The high resolution transmission electron microscope(HRTEM) shows uniform nanoparticle-sizes with $6{\sim}8$ nm. The crystal structure is found to be single-phase cubic spinel with space group of Fd3m. The lattice constant of $MnFe_2O_4$ nanparticles is determined to be $8.418{\pm}0.001{\AA}$ . $M\"{o}ssbauer$ spectrum of $MnFe_2O_4$ nanparticles at room temperature(RT) shows a superparamagnetic behavior. In VSM analysis, the diagnosis of the superparamagnetic behavior is also shown in hysteresis loop at RT. $M\"{o}ssbauer$ spectrum at 4.2K shows that the well developed two sextets are with different hyperfine field $H_{hfA}=498$ (A-site) and $H_{hfB}=521$ (B-site) kOe.


  • 주제어

    뫼스바우어 .   초상자성 .   망간-철산화물 .   나노페라이트.  

  • 참고문헌 (9)

    1. U. I. Tromsdorf, N. C. Bigall, M. G. Kaul, O. T. Bruns, M. S. Nikolic, B. Mollwitz, R. A. Sperling, R. Reimer, H. Hohenberg, W. J. Parak, S. Forster, U. Beisiegel, G. Adam, and H. Weller, Nano Lett., 7, 2422 (2007) 
    2. D. Zhang, X. Zhang, X. Ni, J. Song, and H. Zheng, Chem. Phys. Lett., 426, 120 (2006) 
    3. Q. Song, Y. Ding, Z. L. Wang, and Z. J. Zhang, Chem. Mater., 19, 4663 (2007) 
    4. M. Blume and J. A. Tjon, Phys. Rev., 165, 446 (1968) 
    5. C. R. Vestal and Z. J. Zhang, J. Am. Chem. Soc., 124, 14312 (2002) 
    6. J. Balogh, D. Kaptas, I. Vincze, K. Temst, and C. V. Haesendonck, Phys. Rev. B, 76, 052408 (2007) 
    7. S. Sun, H. Zeng, D. B. Robinson, S. Raoux, P. M. Rice, S. X. Wang, and G. Li, J. Am. Chem. Soc., 126, 273 (2004) 
    8. L. Rebbouh, R. P. Hermann, F. Grandjean, T. Hyeon, K. An, A. Amato, and G. J. Long, Phys. Rev. B, 76, 174422 (2007) 
    9. H.-D. Pfannes, J. H. D. Filho, J. L. Lopez, S. L. Pereira, P. C. Morais, and F. A. Tourinho, Hyperfine Interact., 113, 507 (1998) 

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