A Study on Distribution of Mössbauer Spectroscopy in Al Doped Garnet

Al$\^$3+/ substituted garnet Y$_3$Fe$\_$5-x/Al$\_$x/O$\_$12/ (x=0.0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0) was fabricated by sol-gel method. The crystallographic and magnetic properties of Y$_3$Fe$\_$5-x/Al$\_$x/O$\_$12/ have been studied with Mossbauer spectroscopy, x-ray diffraction (XRD), thermogravimetry analysis (TGA), differential thermal analysis (DTA), and vibrating samples magnetometer (VSM). The crystal structure of Y$_3$Fe$\_$5/O$\_$12/ is found to be a cubic with the lattice constant a$\_$0/= 12.381$\pm$0.005 $\AA$. The lattice constants a$\_$0/ decreases linearly from 12.381 to 12.304 A as the Al concentration (x) increases from x=0.0 to 1.0. Mossbauer spectra of measured at Y$_3$Fe$\_$5-x/A1$\_$x/O$\_$12/ various absorber temperatures of 13 to 600 K. Mossbauer spectrum for x = 0.0 is consist of well resolved two sets of six line patterns. While with increasing Al concentration outer sextet patters, which is originating from octahedral sites, broadens widely. These phenomena are interpreted in terms of random probability distributions of Fe$\^$3+/ and Al$\^$3+/ in tetrahedral site.

Al을 치환한 Garnet의 Mössbauer분포 함수 연구

Sol-gel법을 이용하여 $Y_3$Fe$_{5-x}$Al$_{x}$O$_{12}$ (x = 0.0, 0.25, 0.50, 0.75, 1.0) 분말을 합성하였다. 열시차 중량 분석장치(TG-DTA), x선회절기, 시료진동 자화율 측정기(VSM) 및 Mossbauer 분광기를 이용하여 물질의 결정구조 및 자기적 성질을 연구하였다. $Y_3$Fe$_{5-x}$Al$_{x}$O$_{12}$ 의 결정구조는 cubic이며, 격자상수는 x = 0.0에서 1.0까지 치환되었을 때 12.381부터 12.304 $\AA$으로 선형적으로 감소함을 보였다. Mossbauer spectrum을 13K부터 600K가지 여러 온도에서 측정을 하였다. x=0일 때 Mossbauer spectrum은 2 set으로 잘 구분할 수 있지만 치환량이 증가함에 따라 바깥쪽 팔면체 자리의 선폭이 점점 넓어지는 것을 관측할 수 있다. 이러한 현상은 사면체 자리에 존재하는 Fe$^{3+}$ 과 $Al^{3+}$ 이온의 확률적 분포에 따른 것으로 해석된다.