A study on the crystallographic and magnetic Properties of Ce doped Garnet

Compounds of $Y_{3-x}Ce_{x}Fe{5}O_{12}$(x=0.0, 0.1, 0.2, and 0.3) were prepared using the sol-gel method. The XRD measurements show that these samples have only a single phase of the garnet structure regardless of the amount of Ce substitution. The lattice constants of x = 0.0 and x = 0.3 were found to be a$_0$ = 12.3758 ${\pm}$0.0005 ${\AA}$ and 12.4062 ${\pm}$0.0005 ${\AA}$, respectively. The lattice constant increases linearly with increasing Ce concentration. The saturation magnetization was not changed flirty, with increasing Ce concentration, but coercivity decreased form 18.3 Oe to 5.8 Oe as x increased form x = 0.0 to x = 0.1. Mossbauer spectra of $Y_{3-x}Ce_{x}Fe{5}O_{12}$ were measured at various absorber temperatures from 13 K to Neel temperature. The Mossbauer spectra were fitted by least-squares technique with two subpatterns of Fe sites in the structure and corresponding to the 16a and 24d site. The temperature dependence of the magnetic hyperfine field in $^{57}$/Fe nuclei at the tetrahedral 240 and octahedral 16a sites were analyzed based on the Neel theory of ferrirnagnetism. The result of the Debye temperatures indicated that the inter-atomic binding force for the 24d site was larger than that for the 16a site.

Ce이 치환된 YIG garnet의 결정학적 및 자기적 성질 연구

자성 garnet $Y_3$F $e_{5}$ $O_{12}$의 Y자리에 Ce이 치환된 $Y_{3-x}$C $e_{x}$F $e_{5}$ $O_{12}$(x=0.0, 0.1, 0.2, 0.3) 분말을 졸-겔법으로 합성하였다. $Y_{3-x}$C $e_{x}$F $e_{5}$ $O_{12}$의 결정학적 자기적 성질을 X-선 회절기(XRD), 진동시료 자화율 측정기(VSM)및 Mossbauer분광기를 이용하여 연구하였다. $Y_{3-x}$C $e_{x}$F $e_{5}$ $O_{12}$의 결정구조는 cubic이며, 격자상수는 x = 0.0에서 0.3까지 치환하였을 때 12.3758 $\pm$ 0.0005 $\AA$부터 12.4062 $\pm$ 0.0005 $\AA$으로 선형적으로 증가함을 보였다. VSM 측정 결과 $Y_{3-x}$C $e_{x}$F $e_{5}$ $O_{12}$의 포화 자화(saturation magnetization) 값은 거의 변화가 없었던 반면, 보자력(coercivity) 값은 $Y_3$F $e_{5}$ $O_{12}$과 $Y_{2.9}$C $e_{0.1}$F $e_{5}$ $O_{12}$일때 각각 18.3 Oe에서 5.8 Oe로 감소하였다. 이들 시료의 Mossbauer spectrum을 13K부터 Neel온도까지 측정을 하였다. Fe원자 위치의 분포를 고려하여 16a와 24d에 site의 2set으로 분석하였으며, 또한 $Y_{3-x}$C $e_{x}$F $e_{5}$ $O_{12}$의 자성 이온간의 상호작용을 Neel 이론으로 해석할 수 있었으며 개별 부격자간의 초교환 상호작용의 세기를 결정하였다. Debye 온도를 분석 결과 24d site 의 고체의 굳기가 16a site 경우보다 더 큰 것으로 분석 되었다.te 의 고체의 굳기가 16a site 경우보다 더 큰 것으로 분석 되었다.다. 분석 되었다.다.