• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제18권5호
• /
• pp.261-264
• /
• 2017

$Ni_{0.79}Co_{0.15-x}Cu_xMn_{2.06}O_4$ ($0{\leq}x{\leq}0.09$) thick films were fabricated using the conventional solid-state reaction method and screen-printing method. Structural and electrical properties of specimens based on the amount of Cu were observed in order to investigate their applicability in the infrared detector. All specimens showed a single spinel phase with a homogeneous cubic structure. As the amount of Cu increased, the average grain size increased and was found to be approximately $5.01{\mu}m$ for the $Ni_{0.79}Co_{0.06}Cu_{0.09}Mn_{2.06}O_4$ specimen. The thickness of all specimens was approximately $55{\sim}56{\mu}m$. As Cu content increased, the resistivity and TCR properties at room temperature decreased, and these values for the $Ni_{0.79}Co_{0.06}Cu_{0.09}Mn_{2.06}O_4$ specimen were $502{\Omega}-cm$ and $-3.32%/^{\circ}C$, respectively. The responsivity and noise properties decreased with an increase in Cu content, with the specimen with a Cu content of x=0.09 showing 0.0183 V/W and $5.21{\times}10^{-5}V$, respectively.

• Journal of Magnetics
• /
• 제7권2호
• /
• pp.25-28
• /
• 2002

Slowly cooled $Cu_xFe_{3-x}O_4$ ($\chi$=0.1, 0.2) have been investigated over a temperature range from 82 to 700 K using the M$\ddot{o}$ssbauer technique. X-ray diffraction shows that these have a single-phase cubic spinel structure of lattice parameters $\alpha$=8.396 and 8.398${\AA}$, respectively. Since Cu ions prefer B (octahedral) sites to A (tetrahedral) sites, the ionic distribution is $(Fe)_A[Fe_{2-x}Cu_x]_BO_4$. M$\ddot{o}$ssbauer spectra consisted of two sets of 6-line pattern from. A site in ferric state and B site in ferrous-ferric state. Intensity ratio of B to A subspectra is 1.0 at 82 K and increases to 2.0 at 700 K with increasing temperature. After annealing the samples under vacuum at $450^circ{C}$ for a half hour, x-ray diffraction patterns have the peaks of magnetite- and hematite-phase. Lattice constants of magnetite-phase are 8.395 and 8.392 ${\AA}$ smaller than 8.396 and 8.398 ${\AA}$ before annealing, respectively. M$\ddot{o}$ssbauer spectra reveal the conventional magnetite pattern with the additional hematite pattern. Intensity ratios of B to A subspectra fur magnetite-phase become 1.9-2.0 over all temperature ranges and Cu ions are distributed over A and B sites randomly. Ratios of hematite to total intensity in M$\ddot{o}$ssbauer spectra for $\chi$= 0.1 and $\chi$= 0.2 are 10 and 21%, respectively. These hematite ratios may be due to annealing under vacuum at $450^circ{C}$, which transforms $Cu^{2+}$ ionic states into $Cu^{1+}$. Verwey temperatures far $\chi$= 0.1 and $\chi$= 0.2 are $123\pm2$ K and $128\pm2$ K.

• 한국자기학회지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.47-50
• /
• 2007

최근 geometrical frustration 현상 및 멀티페로익 효과가 Cr 이온의 나선 스핀 구조에 기인하는 것으로 해석되고 있다. 이에 본 연구에서는 Cr 이온 자리에 Fe을 치환하여 $CoCrFeO_4$를 제조하였고, $M\"{o}ssbauer$ 분광법에 의해 자기적 미세 구조의 상관관계를 연구하였다. 졸겔법을 이용하여 Fd3m의 cubic 스피넬 구조를 갖는 $CoCr_2O_4,\;CoCrFeO_4$ 단일상을 합성하였고, Rietveld 법에 의한 분석결과 격자상수는 $a_0=8.340$에서 $8.377{\AA}$로 증가 하였으며, Cr, Fe 이온은 모두 팔면체 구조에 위치하는 것으로 분석되었다. 자기 상전이 온도는 $T_N=97K$에서 320 K로 증가하였으며, 상호작용의 변화에 따라서 field cooled 온도에 따른 자화 곡선의 변화를 관측하였다. $M\"{o}ssbauer$ 스펙트럼 분석결과 4.2 K에서 공명흡수선에 대한 초미세자기장($H_{hf}$) 값은 각각 507, 492 kOe 정도로 나타났으며, 이성질체 이동치($\delta$)는 0.33, 0.34 mm/s 정도로 Fe 이온상태가 둘 다 +3 가의 이온상태임을 알 수 있었다.

• 한국자기학회지
• /
• 제14권6호
• /
• pp.219-223
• /
• 2004

L $i_{0.5}$F $e_{2.5-{\chi}}$Rhx $O_4$($\chi$= 0.25, 0.50, 0.75, 1.00)을 직접합성법으로 제조하고, 시료의 조성비에 따른 자기적 성질과 결정학적 구조를 연구하였다. x선 회절실험분석 결과 시료 모두 공간군 Fd3m에 해당하는 입방 스피넬구조를 가졌고, Rh을 치환함에 따라 Li이온이 팔면체 자리에서 사면체 자리로의 이동이 나타났다. 시료의 격자상수는 Rh을 치환함에 따라 8.3365 $\AA$에서 8.3932 $\AA$으로 증가하였다. Neel 온도 이하에서 외부자기장을 가하지 않은 상태에서의 뫼스바우어 스펙트림과 외부자기장 (6 T)을 인가한 뫼스바우머 스펙트럼을 여러 온도에 대하여 취하여 미시적 자성구조를 측정하였다. 외부자기장하의 뫼스바우어 스펙트럼 분석으로 각 시료의 정확한 면적비를 계산하여 수행한 Debye온도 분석결과 전체 시료에서 사면체와 팔면체 자리가 비슷한 정도의 결합 세기를 가졌음을 알았다. $\chi$=0.75의 경우는 외부자기장하에서 사면체와 팔면체 자리의 초미세 자기장의 부호가 바뀌는 것을 알았고, 이는 Li ion의 자리이동과 일치하는 결과를 보인다 4.2K에서 극저온 하에서 6 T를 인가한 외부자기장의 스펙트럼분석으로 전체 시료의 자기적 스핀구조가 collinear spin 모형을 따름을 알 수 있었다.

• 한국자기학회지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.58-62
• /
• 2001

L $i_{0.5}$ F $e_{2.5-x}$A $l_{x}$ $O_4$ 페라이트계에 대한 XRD와 Mossbauer 스펙트럼을 측정 분석하였다. $Al^{3+}$ 씨온의 치환량 x가 증가할수록 격자상수는 작아지고, 값이 0, 0.3, 0.6인 시료에서는 두 site의 F $e^{3+}$ 이온에 의한 두 개의 6선 흡수선이 나타났고, x가 0.9, 1.2인 시료에서는 6선 흡수선외에 열에 의한 전자적 완화현상에 기인한 2선 흡수선이 공존하였으며, x가 1.5인 시료는 2선 흡수선만 나타났다. 공명흡수면적으로 계산된 L $i_{0.5}$ F $e_{2.5-x}$A $l_{x}$ $O_4$ 페라이트계의 금속 양이온 분포식은(L $i_{1-a}$$^{+}$F $e_{a}$ $^{3+}$ ) z으로 나타낼 수 있었고, 시료내의 $Al^{3+}$ 의 증가는 B-site의 F $e^{3+}$ - $O^{2-}$ 결합거리를 증가시켜 공유 결합성을 약화시키는 것으로 확인되었으며, $Al^{3+}$ 씨 증가에 따라 B-site의 F $e^{3+}$ 이온의 수가 감소하여 A-B 초 교환 상호 작용이 약화되는 것을 알 수 있었다.다.

• 한국자기학회지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.34-37
• /
• 2007

[ $Fe_{0.9}Zn_{0.1}Cr_2S_4$ ]를 직접합성법으로 제조하여 X선 회절기(XRD), 진동 시료 자화율 측정기(VSM), $M\"{o}ssbauer$ 분광기를 이용하여 시료의 결정학적 및 자기적 특성을 연구하였다. X선 회절도 분석 결과, 결정구조는 입방정형 스피넬 구조이며, 공간 그룹은 Fd3m으로 격자 상수는 $a_0=9.9967\;{\AA}$로 결정되었다. 100 Oe 인가자장하의 자화 곡선(ZFC: Zero field cooling)에서는 77 K 근방에서 첨점 형태의 특이 현상이 관측되었다. VSM과 $M\"{o}ssbauer$ 스펙트럼 분석 결과 $N\'{e}el$ 온도($T_N$)는 153 K로 결정되었다. $M\"{o}ssbauer$ 스펙트럼은 4.2 K에서 커다란 전기 사중극자 상호작용에 의한 비대칭적인 8-line 형태를 나타내었으며 이때의 전기 사중극자 분열치는 2.22mm/s이었다. 77 K에서 전기 사중극자 분열치는 0.20mm/s로 급격히 감소하였고 온도 상승과 함께 $M\"{o}ssbauer$ 스펙트럼 또한 8-line에서 6-line 형태로 변하였다. 상온에서의 이성질체 이동 값은 0.48mm/s로 철의 이온 상태가 전 온도 영역에서 $Fe^{2+}$로 결정되어 진다.

• 한국자기학회지
• /
• 제16권6호
• /
• pp.287-292
• /
• 2006

Al이 치환된 Co 페라이트 $CoAl_{0.5}Fe_{1.5}O_{4}$에 대하여 x-선 회절,중성자 회절, 자기화 실험, 뫼스바우어 분광법으로 연구하였다. $CoAl_{0.5}Fe_{1.5}O_{4}$의 경우 입방정형 스피넬 구조의 결정구조를 가지며, 사면체자리(A)와 팔면체자리(B)의 자성이온의 자기 모우멘트는 상온에서 각각 $Fe^{3+}(A)(-2.29{\mu}_{B},\;Fe^{3+}(B)(3.81{\mu}_{B}),\;Co^{2+}(B)(2.66{\mu}_{B})$인 준강자성적인 자기구조임을 밝혀냈다. A, B자리에서의 $^{57}Fe$ 핵의 초미세 자기장의 온도 의존성을 $N{\'{e}}el$ 이론에 근거하여 분석하였다. $CoAl_{0.5}Fe_{1.5}O_{4}$의 경우 부격자 간의 A-B 초교환 상호작용 및 부격자 내의 A-A 초교환 상호작용은 각각 그 세기가 $J_{A-B}=-19.3{\pm}0.2k_{B}\;J_{A-A}=-21.6{\pm}0.2k_{B}$인 반강자성 상호작용을 하고 있다. 반면, B-B 상호작용은 세기가 $J_{B-B}=3.8{\pm}0.2k_{B}$인 강자성 상호작용을 하고 있음을 밝혀냈다.

• 한국자기학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.19-23
• /
• 2008

Sol-gel 법을 이용하여 $V_xFe_{3-x}O_4$(x=0.0, 0.15, 0.5, 1.0) 박막 시료을 만들어 V 치환에 따른 $Fe_3O_4$의 결정구조적 특성을 X-ray diffraction(XRD)과 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)로 조사하였다. 특히 Fe 이온의 전하상태와 거동에 관하여 강력하게 조사할 수 있는 conversion electron $M\"{o}ssbauer$(CEMS) 분광법을 이용하여 양이온들의 거동과 초미세 자기적 성질을 분석하였다. X-선 회절실험의 결과 $V_xFe_{3-x}O_4(X{\leq}1.0)$ 박막 시료들의 결정구조는 스피넬구조로서 V 조성값 증가에 따라 격자상수값이 약간 증가함을 보여준다. XPS 조사에서 x값 증가에 따라 처음에는 $V^{3+}$ 이온이 B-자리의 $Fe^{3+}$ 이온을 주로 치환하고 x값이 더 커지면서 $V^{2+}$ 이온의 $Fe^{2+}$ 치환도 발생되는 것으로 나타났다. 이것은 격자상수값이 증가하는 분석 결과를 잘 설명하여 준다. CEMS 측정 결과에서 나타난 양이온 거동은 주로 B-자리의 $Fe^{3+}$ 이온에 대한 $V^{3+}$ 이온 치환이 나타나고, V 조성값이 더 크게 증가함에 따라 $V^{2+}$ 이온의 $Fe^{2+}$ 치환도 발생됨을 알 수 있었다. 그리고 이것은 V 치환이 Fe 이온 주위의 국부적 전하분포와 대칭성의 변화를 가져와 초미세 자기적 성질의 변화를 초래함을 의미한다.

• 한국자기학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.24-27
• /
• 2008

Polyol법을 이용하여 $MnFe_2O_4$ 나노입자를 제조하고, X-선 회절기(XRD)와 진동시료형 자화율 측정기(VSM)를 이용하여 결정학적 및 거시적인 자기적 특성을 분석하였고, 뫼스바우어($M\"{o}ssbauer$) 분광실험을 통하여 $MnFe_2O_4$ 물질의 초미세 상호작용에 대한 연구를 수행하였다. 고분해능 투과형 전자 현미경(High Resolution Transmission Electron Microscope; HRTEM)을 이용하여 입자의 크기를 분석한 결과, 대부분의 입자크기가 $6{\sim}8$ nm 정도의 분포를 가지는 매우 균일한 입자로 형성되었음을 확인할 수 있었다. X-선 회절실험의 분석 결과, $a_0=8.418{\pm}0.001{\AA}$의 격자상수를 가지는 입방정형의 스피넬 구조로써 그 공간군이 Fd3m 임을 확인하였다. 상온에서의 VSM 측정결과 강한 초상자성 거동을 보였고, 뫼스바우어 분석결과로 상온에서 초상자성 영향에 따른 요동현상이 나타남을 관측할 수 있었다. 4.2K에서는 6개의 공명흡수선이 2 set으로 존재하고 초미세 자기장 값($H_{hf}$)이 A-site의 경우 498 kOe, B-site의 경우 521 kOe 로 분석되었다.

• 한국자기학회지
• /
• 제24권2호
• /
• pp.46-50
• /
• 2014

Sol-gel법을 이용하여 $Fe_3O_4$과 $M_{0.2}Fe_{2.8}O_4$(M =Mn, Ni, Cu) 박막 시료을 만들어 M 치환에 따른 $Fe_3O_4$의 결정구조적 특성 및 양이온 분포를 X-ray diffraction(XRD)과 conversion electron M$\ddot{o}$ssbauer(CEMS) 분광법을 이용하여 조사하였다. CEMS 분광법을 이용하여 Fe 이온의 전하상태와 거동과 초미세 자기적 특성을 분석하였다. $M_{0.2}Fe_{2.8}O_4$(M =Mn, Ni, Cu) 시료들은 $Fe_3O_4$에서와 같이 입방정 스피넬 구조를 나타내었으며, Ni 이온 치환된 시료에서는 격자상수 값이 $Fe_3O_4$에서의 값과 비교하여 감소하였고, Mn 및 Cu 이온 치환된 시료에서는 증가하였다. CEMS 분석 결과 $Mn^{2+}$ 및 $Ni^{2+}$ 이온들은 주로 팔면체 자리를 치환하는 것으로 나타났으며, $Cu^{2+}$ 이온들은 팔면체, 사면체 자리를 모두 치환하는 것으로 나타났다. 부스펙트럼들의 세기비 $A_B/A_A$는 계산값과 측정값에 다소 차이가 있었으며, 이것은 M 치환이 A와 B자리의 Debye 온도에 영향을 주는 것으로 해석된다. B-자리 부스펙트럼의 비교적 큰 선폭값은 M 이온 치환에 기인한 B-자리의 M 이온분포가 초미세자기장에 미치는 분포효과로 나타났다.