Abstract
Magnetic properties and crystallographic properties of $Cu_{1-x}Ge_{1-y}Fe_{x+y}O_3$ system were studied by using x-ray diffraction, superconducting quantum interference device (SQUID) and Mossbauer spectroscopy. All the samples have orthorhombic structure and the lattice constants some decreased as the substituted iron contents increasing. The spin-Peierls (SP) transition temperature of our samples are about 12.5 K and these temperatures lowered as increasing substituted iron contents. The Mossbauer spectra consisted with two Zeeman sextets and one doublet due to $Fe^{3+}$ ions. The jump up of magnetic hyperfine field of 2nd Zeeman sextet and the increasing of the values of quadrapole splitting and isomer shift of doublet below SP transition temperature could be interpreted with the variation of the superexchange interaction, the symmetry of lattice sites and the covalency of bonds due to the atomic displacements.
Spin-Peierls(SP) 전이를 하는 CuGeO3에서 Cu 이온과 Ge 이온을 자성 이온인 Fe 이온으로 일부 치환시킨 Cu1-xGe1-yFex+yO3계를 제조하여 전이온도 전후에서 자기적 특성과 결정학적 특성의 변화를 밝히기 위하여 자기감수율과 Mossbauer 스펙트럼을 측정 분석하였다. 결정구조는 모든 시료가 직방정계(orthorhombic)였고 격자 상수는 Fe의 치환량이 증가할수록 a축과 c축만 약간 감소하였다. 온도를 내리면서 측정한 자기감수율의 값이 12.5K 근처에서 급격히 감소하는 SP 전이를 나타냈는데 이 온도는 Fe의 치환량이 많아질수록 약간씩 낮아졌다. Mossbauer 스펙트럼은 Fe3+ 이온에 의한 두 개의 Zeeman sextet와 한 개의 이중선이 중첩되어 나타났는데 특히 SP 전이 온도(Tsp)에서 Mossbauer변수들이 불연속이었다. 즉, Tsp이하에서 두 번째 Zeeman선의 자기장이 크게 증가했고 이중선의 사중극자 분열값(QS)과 이성질체 이동값(IS)도 증가했는데, 이를 Tsp에서 이중체 형성에 따른 이온들의 위치 이동 계산 결과와 비교하여 초교한 상호작용, 대칭성 및 공유 결합성 등의 변화와 관련시켜 해석하였다.
