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韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society 23건

  1. [국내논문]   Co-ferrite 박막에서 양이온 거동에 관한 Mossbauer 분광 연구  

    박재윤 (인천대학교 신소재공학과 ) , 박영란 (건국대학교 물리학과 ) , 김희경 (건국대학교 물리학과 ) , 김광주 (건국대학교 물리학과)
    韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society v.16 no.1 ,pp. 1 - 5 , 2006 , 1598-5385 ,

    초록

    결정구조는 같은 spinel 구조이나, 자기적으로는 각각 반강자성과 준강자성 특성을 띠고 있는 $Co_3O_4$ 와 자철광 $Fe_3O_4$ 의 혼성 Co-ferrite인 $Co_xFe_{1-x}O_4$ 박막을 sol-gel법으로 제조하여, Fe 이온에 대한 Co 이온 치환으로 발생된 양이온 거동이 Co-ferrite 박막의 결정구조 및 자기적 특성에 미치는 효과를 XRB 실험, VSM 측정, 그리고 Conversion Electron Mossbauer Spectroscopy (CEMS) 실험으로 조사하였다. 그 결과 $Co^{3+}$ 이온이 주로 $Fe^{3+}$ 이온을 치환하여 단위정의 크기가 감소를 가져오며, 결정구조는 inverse spinel 구조에서 normal spinel 구조로 변환된다. CEMS 분광실험을 통하여 확인된 Fe 이온의 site preference는 주로 $Fe^{3+}$ 이온이 $Co^{3+}$ 치환됨을 보여주고 있으며, 동시에 B-site의 $Co^{2+}$ 이온은 A-site로 이동된다. 자화곡선 측정결과 Co 조성값의 증가로 자기 moment값이 감소되는 것으로 나타났는데, 이것은 low spin상태의 $Co^{3+}$ 이 high spin상태의 $Fe^{3+}$ 이온을 치환하여 주로 발생한 것이다.

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    Fig. 1 이미지
  2. [국내논문]   비자성 이온 Ga, In이 치환된 유화물 스피넬의 뫼스바우어 분광학 연구  

    손배순 (국민대학교 물리학과 ) , 김삼진 (국민대학교 물리학과 ) , 김철성 (국민대학교 물리학과)
    韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society v.16 no.1 ,pp. 6 - 10 , 2006 , 1598-5385 ,

    초록

    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, $2.43\;{\AA}$ 로 $FeCr_{2-x}Ga_xS_4$ (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.

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  3. [국내논문]   Mossbauer Study of Ti1-x-yCoxFeyO2  

    Kim, Eng-Chan (Department of Physics, Yeungnam University ) , Lee, S.R. (Department of Physics, Yeungnam University ) , Kim, T.H. (Department of Physics, Yeungnam University ) , Ryu, Y.S. (Department of Physics, Yeungnam University ) , Cho, J.H. (Department of Physics, Yeungnam University ) , Joh, Y.G. (Department of Physics, Yeungnam University ) , Kim, D.H. (Department of Physics, Yeungnam University)
    韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society v.16 no.1 ,pp. 11 - 13 , 2006 , 1598-5385 ,

    초록

    [ $M\"{o}ssbauer$ ] spectra of $Ti_{1-x-y}Co_xFe_yO_2(0.01{\leq}x,\;y{\leq}0.05)$ prepared with $^{57}Fe$ enriched iron have been taken at various temperatures ranging from 80 to 300K. The Mossbauer spectrum of $Ti0.94Co_{0.03}Fe_{0.03}O_2$ consists of a ferromagnetic (six-Lorentzian), a paramagnetic phase (doublet) and armorphous phase over all temperature ranges. Isomer shifts indicate $Fe^{3+}$ for the ferromagnetic phase and the paramagneic phase of $Ti_{1-x-y}Co_xFe_yO_2$ samples. It is noted that the magnetic hyperfine field of ferromagnetic phase had the value about 1.5 times as large as that of u-fe. The XRB data for $Ti_{1-x-y}Co_xFe_yO_2$ showed mainly rutile phase with tetragonal structures without any segregation of Co and Fe into particulates within the instrumental resolution limit. The magnetic moment per (Co+Fe) atom in $Ti0.94Co_{0.03}Fe_{0.03}O_2$ , under the applied field of 1T was estimated to be about $0.332{\mu}_B$ which is ten times as large as that of $Ti0.97Co_{0.03}Fe_{0.03}O_2,\;0.024{\mu}_B$ per Co atom, suggesting a high spin configuration of Co and fe ions.

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  4. [국내논문]   AIFeO3 물질의 Mossbauer 분광학적 연구  

    위지훈 (국민대학교 나노전자물리학과 ) , 김삼진 (국민대학교 나노전자물리학과 ) , 김철성 (국민대학교 나노전자물리학과)
    韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society v.16 no.1 ,pp. 14 - 17 , 2006 , 1598-5385 ,

    초록

    졸겔법을 이용하여 $AIFeO_3$ 단일상을 제조하였으며, 그 결정학적 및 자기적 특성을 X선 회절법(XRD), 진동 시료 자화율 측정법(VSM), 뫼스바우어 분광법으로 연구하였다. 결정구조는 공간군이 $Pna2_1$ orthorhombic 구조로 분석되었으며, 격자 상수는 각각 $a_0=4.983\;{\AA},\;b_0=8.554\;{\AA},\;c_0=9.239\;{\AA}$ 임을 알 수 있었다. VSM을 이용하여 65K에서부터 상온까지 여러 온도 구간에서 자기이력곡선을 측정하였으며, 강자성 특성과 함께 저온영역에서 자기 이력 곡선의 비대칭성이 관측되었다. 온도에 따른 자기모멘트 측정 결과로부터 자기전이온도는 250k로 결정하였다. 뫼스바우어 스펙트럼은 4.2K에서부터 상온까지의 온도 영역에서 측정하였으며, 분석 결과 상온에서 이성질체 이동치는 0.32mm/s로 철의 이온상태가 ferric임을 확인할 수 있었다. 온도변화에 따라 측정된 뫼스바우어 스펙트럼 분석은 온도에 따라 선폭이 증가함이 관측되었는데, 이러한 흡수선의 비대칭적 선폭 증가는 1개의 사면체자리와 3개의 팔면체 자리의 Fe이온 분포와 각 부격자간 자기이방성 에너지 차이에 따른 결과로 해석된다.

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  5. [국내논문]   역스피넬 Fe3O4 박막의 바나듐 도핑에 따르는 자기적 성질 변화  

    김광주 (건국대학교 물리학과 ) , 최승리 (건국대학교 물리학과 ) , 박영란 (건국대학교 물리학과 ) , 박재윤 (인천대학교 신소재공학과)
    韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society v.16 no.1 ,pp. 18 - 22 , 2006 , 1598-5385 ,

    초록

    바나듐(V)도핑이 $Fe_3O_4$ 의 자기적 성질에 미치는 영향을 조사하기 위하여 졸-겔 방법을 이용하여 $V_xFe_{3-x}O_4$ 박막들을 제작하고, x-ray diffraction(XRD), x-ray photoelectron spectroscopy(XPS), conversion electron Mossbauer spectroscopy(CEMS), vibrating sample magnetometry(VSM) 등을 이용하여 그 구조적, 자기적 특성들을 측정 및 분석하였다. XRD 측정 결과에 따르면 $V_xFe_{3-x}O_4$ x=1.0까지 입방(cubic)구조를 유지하며, 그 격자 상수는 거의 변화하지 않았다. 바나듐의 2p 및 철의 2p 준위들에 대한 XPS 측정 및 분석 결과, 바나듐은 화합물 내에서 주로 +3가의 상태로 존재하며, 성분비 x가 증가함에 따라 +2가 이온의 농도가 증가함이 나타났다. CEMS측정 결과 $V^{3+}$ 이온들은 사면체 $Fe^{3+}$ 자리를 주로 치환하며, $Fe^{2+}$ 이온들은 팔면체 $Fe^{2+}$ 자리를 치환하는 것으로 나타났다. 박막들에 대한 상온에서의 VSM측정 결과, 바나듐을 작은 양 도핑 할 경우(x=0.14) $V_xFe_{3-x}O_4$ 의 포화자화량(saturation magnetization)은 $Fe_3O_4$ 비하여 증가함이 나타났으며, 다량 도핑 할 경우 $(x\geq0.5) Fe_3O_4$ 에 비하여 점차적으로 감소함이 나타났다. $V_xFe_{3-x}O_4$ 의 보자력(coercivity)은 x의 증가에 따라 증가함이 나타났는데, $V^{2+}(d^3)$ 이온의 팔면체 자리 치환에 의한 비등방성의 증가에 기인하는 것으로 해석된다.

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  6. [국내논문]   졸-겔 방법을 이용하여 제작된 (Mn, Cr)xCo1-xFe2O4 박막의 구조적, 자기적 특성   피인용횟수: 3

    김광주 (건국대학교 물리학과 ) , 김희경 (건국대학교 물리학과 ) , 박영란 (건국대학교 물리학과 ) , 박재윤 (인천대학교 신소재공학과)
    韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society v.16 no.1 ,pp. 23 - 27 , 2006 , 1598-5385 ,

    초록

    역스피넬 산화물 $CoFe_2O_4$ 에서 Co를 Mn 또는 Cr클 치환하여 얻어지는 $Mn_xCo_{1-x}Fe_2O_4$ 및 $Cr_xCo_{1-x}Fe_2P_4$ 박막시료 들을 졸-겔 방법을 이용하여 제작하고 그 구조적, 자기적 특성들을 비교분석 하였다. X-ray diffraction 측정 결과, Mn 치환의 경우는 치환량의 증가에 따라 격자상수가 증가하였지만 Cr치환의 경우는 격자상수가 거의 변화하지 않음이 관측되었다. 이와 같은 결과는 Mn 치환의 경우 팔면체 자리의 Co이온과 같은 원자가 +2를 가지게 되는 것으로 설명 가능하며 Cr치환의 경우는 +3을 가지게 되어 같은 양의 $Fe^{3+}$ 이온들의 $Fe^{2+}$ 로의 환원이 발생하는 것으로 설명되어질 수 있다. $Cr_Co_{1-x}Fe_2O_4$ 박막들에 대한 Mossbauer 스펙트럼 측정 결과 사면체 자리에 $Fe^{2+}$ 이온의 존재가 관측되었으며 이는 $Cr^{3+}$ 이온의 팔면체 자리 치환에 의하여 야기되는 사면체 자리의 $Fe^{3+}{\rightarrow}Fe^{2+}$ 환원에 의한 것으로 해석된다. 반면에 $Mn_xCo_{1-x}Fe_2O_4$ 박막들에 대한 Mossbauer스펙트럼 측정 결과, $Fe^{2+}$ 이온의 존재는 관측되지 않았으며 Mn 치환량이 큰 경우 (>0.47)팔면체 자리의 $Fe^{3+}$ 이온들의 사면체 자리로의 이동이 관측되었다. 박막들에 대한 진동시료자화(vibrating sample magnetometry)측정 결과, Mn, Cr 치환의 경우 모두 $CoFe_2O_4$ 와 비교하여 포화자화량이 증가함이 나타났으며 치환에 관여한 이온들 간의 스핀 자기 능률 크기의 비교를 통하여 그 정성적인 설명이 가능하다.

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  7. [국내논문]   Multiferroic Bi2/3La1/3FeO3 나노입자의 Mössbauer 연구  

    이승화 (충주대학교 전자공학과)
    韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society v.16 no.1 ,pp. 28 - 33 , 2006 , 1598-5385 ,

    초록

    [ $Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$ ]분말을 졸-겔법을 이용하여 제조하였다. 결정학적 및 자기적 성질을 열분석장치(TG-DTA), x-선 회절분석기(XRD), 주사전자현미경(SEM) 및 Mossbauer분광기를 이용하여 연구하였다. $Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$ 단일상은 $600^{\circ}C$ 에서 3시간 동안 공기 중에서 열처리하여 얻을 수 있었으며, x-선 회절분석 결과 $Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$ 분말은 rhombohedral 형태로 변형된 단순 perovskite 구조를 가졌으며 이때 격자상수 $=3.985\pm0.0005{\AA},\;\alpha=89.5^{circ}$ 이었다. Mossbauer스펙트럼 분석결과 $Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$ 의 Neel온도는 $680\pm3K$ 임을 알 수 있었다. $Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$ 의 이성질체이동 값은 0.27mm/s 값을 가졌으며, 이는 $Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$ .의 Fe 이온이 가지는 이온가는 $Fe^{3+}$ 의 high spin상태임을 보여주었다. $Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$ 의 결정내의 Debye 온도는 $305\pm5K$ 평균 초미세 자기장 $H_{hf}(T)$ 는 $T/T_N 영역에서 $[H_{hf}(T)-H_{hf}(0)]/H_{hf}(0)=-0.42(T/T_N)^{3/2}-0.13(T/T_N)^{5/2}$ 로 spin wave가 결정 내에서 잘 여기 됨을 알 수 있었다.

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  8. [국내논문]   Fe 첨가된 CuO의 구조적, 자기적 특성  

    박영란 (건국대학교 물리학과 ) , 김광주 (건국대학교 물리학과 ) , 박재윤 (인천대학교 신소재공학과 ) , 안근영 (국민대학교 물리학과 ) , 김철성 (국민대학교 물리학과)
    韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society v.16 no.1 ,pp. 34 - 39 , 2006 , 1598-5385 ,

    초록

    졸-겔 방법을 이용하여 Fe첨가된 CuO박막 및 파우더 시료들을 제작하여 그 구조적, 전기적, 자기적 특성들을 순수한 CuO에서와 비교 분석하였다 순수한 CuO 박막은 monoclinic 구조를 가지며 상온에서 Cu 결핍으로 인한 p-type 전기전도성 $(\~10^{-2}\;{\Omega^{-1}\;cm^{-1}$ 을 나타내었다 반면에 CuO:Fe박막은 부도체 성질을 나타내었고, 소량의 Li첨가에 의하여 p-type전도성 및 상온 강자성(ferromagnetism)을 나타내었다. 이와 같은 CuO: Fe, Li박막에서 나타난 결과는 $Li^+$ 이온의 $Cu^{2+}$ 자리 치환으로 인한 hole생성으로 전도성이 증대됨과 동시에 그 defect상태를 매개로 한 $Fe^{3+}$ 이온들간의 원거리 상호작용(long-range interaction)에 의한 강자성 효과의 증대에 기인한 것으로 해석된다. CuO: Fe파우더의 경우 박막에서와 비교하여 증대된 강자성을 나타내는데, 후열처리 온도의 증가가 자기 모멘트의 증대에 기여하였다. 뫼스바우어 측정을 통하여 CuO: Fe박막 및 파우더에서 주로 $Fe^{3+}$ 이온이 팔면체 $Cu^{2+}$ 자리를 치환하였음을 알 수 있었다.

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  9. [국내논문]   나노입자 Zn0.5Ni0.5Fe2O4 초상자성 성질 연구  

    이승화 (충주대학교 전자공학과)
    韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society v.16 no.1 ,pp. 40 - 44 , 2006 , 1598-5385 ,

    초록

    졸-겔법을 이용하여 나노 입자 $Zn_{0.5}Ni_{0.5}Fe_2O_4$ 를 제조하여 x선 회절법(XRD) 및 주사전자현미경(SEM) 측정을 통하여 결정학적 특성 및 입자의 크기를 연구하였으며, 제조된 나노 입자의 초상자성 성질을 Mossbauer분광법, 진동시료 자화율 측정기(VSM)를 이용하여 연구하였다 XRD및 SEM의 측정으로부터 열처리 온도가 $300^{\circ}C$ 에서 순수한 cubic spinel구조를 가지며, 이 때 열 처리한 시료의 평균입자 크기는 7nm인 균일한 구형상 임을 알 수 있었다 Mossbauer분광실험으로 $300^{\circ}C$ 에서 열처리한 입자가 상온에서 초상자성의 특성을 가지고 있음을 알 수 있었으며, 4.2K에서의 초미세자기장은 $H_{hf}$ (B-자리)=510, $H_{hf}$ (A-자리)=475 kOe, 이성질체 이동 값은 0.37(B-자리), 0.33mm/s(A-자리)로 분석되었다. VSM측정 결과로부터 상온에서 초상자성 특성을 갖는 7nm $Zn_{0.5}Ni_{0.5}Fe_2O_4$ 의 차단온도 $T_B$ 는 90 K로 결정하였으며, 자기이방성상수 $K=1.6\times10^6\;erg/cm^3$ 값을 얻었다.

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    Fig. 1 이미지
  10. [국내논문]   산소 결핍된 TiO2-δ 박막의 철 도핑에 의한 전기적, 자기적 특성 변화   피인용횟수: 2

    박영란 (건국대학교 물리학과 ) , 김광주 (건국대학교 물리학과 ) , 박재윤 (인천대학교 신소재공학과 ) , 안근영 (국민대학교 물리학과 ) , 김철성 (국민대학교 물리학과)
    韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society v.16 no.1 ,pp. 45 - 50 , 2006 , 1598-5385 ,

    초록

    졸-겔(sol-gel)방법으로 제작된 산소 결핍된 anatase 및 rutile구조의 $TiO_{2-\delta}$ 박막에 대하여 철(Fe)도핑에 의하여 생겨나는 전기적, 자기적 특성의 변화를 조사분석 하였다. 진동 시료 자화율(vibrating sample magnetometry; VSM)과 뫼스바우어 분광(conversion electron Mossbauer spectroscopy, CEMS) 측정을 통하여 Fe 도핑된 anatase 및 rutile $TiO_{2-\delta}$ 박막들에서 모두 상온에서 강자성(ferromagnetism)특성이 나타남이 관측되었다. VSM측정 결과 같은 양의 Fe도핑에 대하여 anatase 시료는 rutile 시료보다 더 큰 자기모멘트 값을 나타내었고 CEMS측정으로부터 팔면체 $Ti^{4+}$ 자리에 치환된 $Fe^{3+}$ 이온이 시료가 나타내는 강자성 특성에 주로 기여하는 것으로 해석된다. 홀 효과(Hall effect)측정 결과 anatase $TiO_{2-\delta}:Fe$ 박막은 상온에서 p-type특성을 보였으나 관측된 강자성은 he]e carrier 농도와는 무관한 것으로 해석된다. $TiO_{2-\delta}:Fe$ 박막에서 관측된 강자성 특성은 산소결핍자리(oxygen vacancy)에 갇힌 전자를 매개로 하여 이웃한 두 $Fe^{3+}$ 이온들 간에 존재하게 되는 직접적인 강자성 결합(direct ferromagnetic coupling)에 기인한 것으로 해석될 수 있다.

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