Crystallographic and magnetic properties of (CoFe2O4)1-X(Y3Fe5O12)X

Magnetic and structural properties of $(CoFe_2O_4)_{1-x}(Y_3Fe_5O_{12})_x$ powders (0 $\leq$ x $\leq$ 1) grown by a conventional ceramic method were investigated using X-ray diffractormeter (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Mossbauer spectroscopy and vibrating sample magnetometer (VSM). The XRD results for the powders annealed at 120$0^{\circ}C$ indicated that no other peak was observed except for the ones from cobalt ferrite and the garnet powder. SEM micrographs indicated that cobalt ferrite and garnet powders were aggregated and completely formed together. It was hard to identify which part of the powders was the garnet or the cobalt ferrite. Mossbauer spectra for powders grown separately and mixed mechanically consisted of sub-spectra of cobalt ferrite and garnet, however, powders annealed together had an extra sub-spectrum, which was related with the interaction between iron ions at the grain surfaces of cobalt ferrite and the garnet: cobalt ferrite and garnet particles were located very closely. The value of the saturation magnetization measured by a VSM as a function of composition ratio agreed very well with the ones based on the theoretical calculation.

(CoFe2O4)1-X(Y3Fe5O12)X 분말의 구조적 특성과 자기적 특성

조성비에 따른 (CoFe$_2$O$_4$)$_{1-x}$(Y$_3$Fe$_{5}$O$_{12}$)$_{x}$계의 분말을 산화물 합성법에 의하여 제작하였다. 120$0^{\circ}C$의 열처리로 합성된 분말을 X-선 회절기(XRD)로 측정한 결과에 의하면, 시료의 XRD 모형이 garnet과 Co 페라이트로 발생하는 peak으로 이루어짐을 확인할 수 있었다. 또한 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 관측한 결과로 구조가 다른 두 개의 철산화물이 하나의 큰 입자로 결합되어 있음을 알 수 있었다. 두 개의 페라이트를 정확히 구분할 수는 없었으나, 구조가 다른 두 개의 페라이트가 하나의 입자로 잘 결합한 것을 확인할 수 있었다. Mossbauer분광기를 이용하여 측정한 결과는 garnet과 Co 페라이트에 의한 specturm의 면적비가 대부분의 흡수 spectrum을 이루고 있으나, 혼합물에 garnet과 Co 페라이트의 양이 충분한 경우에는 garnet에 있는 Fe 이온이 Co 페라이트의 다른 이온들과의 상호작용으로 d-site에 위치하는 흡수 spectrum이 두 개의 sub-spectrum으로 분리되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 XRD나 SEM의 관측결과와 같이 두 개의 시료가 하나의 입자로 잘 결합하였음을 의미하여, garnet의 철 이온이 Co페라이트의 이온과 상호작용으로 발생한 것이다. 섭동시료자화기(VSM)를 이용하여 측정한 조성비에 따른 시료의 포화자화 측정결과와 이론적으로 계산한 결과가 일치함을 알 수 있었다.