Microscopic Studies of the Magnetic and Thermal Properties in Ba-ferrite Single Crystal

Ba-Ferrite single crystals were prepared and the magnetic and thermal properties were characterized by Mossbauer spectroscopy. The single crystal layer was cut in the c-axis and radiated to the surface by ${\gamma}$-rays for Mossbauer spectroscopy. We found out that the spin states in Fe ions were parallel to the ${\gamma}$-rays direction and the whole crystal bulk formed only one crystal with the same spin direction. $M\"{o}ssbauer$ spectra in single crystal have only 4 sets of 4 absorption lines in each Fe site when the ${\gamma}$-rays have the same radiation direction with the c-axis in the crystal, and there was no 2b-site spectrum. The zero absorption of 2b-site means that there was a fast diffusion motion in a double-well atomic potential at room temperature, in which bipyramidal Fe ions have the two minima at each side mirror plane.

Ba-Ferrite 단결정의 자기적 및 열적 현상에 관한 미시적 연구

Ba-ferrite 단결정을 제조하여 자기적 성질을 $M\"{o}ssbauer$ 분광법으로 연구하였다. 단결정 시료를 c-축 방향으로 얇게 절단하고 그 면에 감마선을 조사한 결과 Fe 이온의 스핀방향이 c-축과 일치하였고 시료 전체에 걸쳐 단일 결정체임을 확인하였다. 특히 감마선이 스핀과 나란한 경우 $M\"{o}ssbauer$ 흡수선 중에서 결정 내에 존재하는 Fe의 5개 자리 중에서 단지 4개 자리에서만 공명흡수선이 존재하였고 2b 자리에서는 전혀 공명흡수가 일어나지 않았다. 2b 자리에서의 공명흡수가 일어나지 않는 이유는 대칭성이 있는 2개의 우물 형 위치에너지의 중심 사이를 Fe 이온이 매우 빠른 속도로 c-축을 따라 진동하는 것으로 설명할 수 있다.