• 제목/요약/키워드: Cubic spinel structure

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열처리에 따른 $CoFe_2O_4$$M\"{o}ssbauer$ 분광학적 연구 ($M\"{o}ssbauer$ Studies by a Heat Treatment in $CoFe_2O_4$)

  • 이승화;김철성
    • 한국자기학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.67-72
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    • 1996
  • 열처리에 따른 $CoFe_2O_4$의 결정학적 및 자기적 성질을 $M\"{o}ssbauer$ 분광법과 X선 회절법으로 연구하였다. 결정구조는 입방 spinel 구조를 갖으며, 격자상수는 서냉과 급냉인 경우, 각각 $a_{0}=8.381{\pm}0.005{\AA},\;a_{0}=8.391{\pm}0.005{\AA}$로 급냉의 경우보다 서냉인 경우의 격자상수가 작게 나타남을 알 수 있었다. $M\"{o}ssbauer$ spectrum은 13 K 부터 780 K 까지 취하였으며, thermal scan 방법에 의해 Curie 온도를 서냉인 경우는 $870{\pm}3\;K$, 급냉인 조건하에서는 $853{\pm}3\;K$로 결정하였다. 결정내의 사면체 (A), 팔면체 (B) 자리의 Debye 온도 ${\theta}_A,\;{\theta}_B$는 서냉인 경우 ${\theta}_A=734{\pm}5K,\;{\theta}_B=248{\pm}5K$, 급냉인 경우 ${\theta}_A=531{\pm}5K,\;{\theta}_B=197{\pm}5K$로 나타내었다. 또한 Fe 이온의 A자리에서 B자리로의 이동 비율은 700 K에서 서냉과 급냉의 경우 각각 69%와 91%로 나타났다.

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Ni-Mn 산화물 NTC 서미스터의 미세구조와 전기적 특성에 미치는 ZrO2첨가의 효과 (Effect of ZrO2 Addition on the Microstructure and Electrical Properties of Ni-Mn Oxide NTC Thermistors)

  • 박경순;방대영;윤성진;최병현
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.11-17
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    • 2003
  • Ni-Mn 산화물 NTC 서미스터의 미세구조와 전기적 특성에 미치는 Zr $O_2$ 첨가의 효과를 연구하였다. Zr $O_2$를 포함하는 Ni-Mn-Zr 산화물 소결체의 주요 상은 입방정 스피넬 구조를 가지는 NiO-Mn$_3$ $O_4$-Zr $O_2$의 고용체와 정방정 결정구조를 가지는 Zr $O_2$ 상이였다. Zr $O_2$의 첨가량이 증가함에 따라 Ni-Mn-Zr산화물의 고용체를 형성하지 못하고 생성된 Zr $O_2$의 양이 증가하였다. NiO-Mn$_3$ $O_4$-Zr $O_2$ NTC 서미스터에 있어서 절대온도 역수(l/T)에 대한 로그 비저항(log $ho$)은 직선적인 관계가 있었고, 비저항, B$_{140}$320/정수 및 활성화 에너지는 Zr $O_2$ 함량이 증가함에 따라 크게 증가하였다.

수열합성 조건에 따른 나노로드 클러스터형 $MnO_2$의 상변화와 이를 이용한 $LiMn_2O_4$의 리튬이온전지 양전극 특성 (Phase Change of Nanorod-Clustered $MnO_2$ by Hydrothermal Reaction Conditions and the Lithium-ion Battery Cathode Properties of $LiMn_2O_4$ Prepared from the $MnO_2$)

  • 강근영;최민규;이영기;김광만
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제49권5호
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    • pp.541-547
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    • 2011
  • $MnSO_45H_2O$$(NH_4)S_2O_8$의 수열반응으로 1차원 나노로드들이 침상으로 클러스터화된 구조의 $MnO_2$를 제조하고 그 모폴로지와 결정성을 분석하였다. 수열반응의 조건에 따라 ${\alpha}$-, ${\beta}$-, ${\gamma}-MnO_2$ 등의 전구체가 제조될 수 있는데, 고농도 반응물 및 높은 수열합성 온도($150^{\circ}C$)에서 전기화학적 활성이 우수한 나노로드 클러스터 ${\beta}-MnO_2$의 생성을 확인하였다. 또한 리튬화제 $LiC_3H_3O_2{\cdot}2H_2O$의 농도와 열처리 온도를 변화시키면서 $MnO_2$를 리튬화하여 스피넬계 $LiMn_2O_4$를 제조하고 리튬이온전지 양전극으로서의 특성을 조사하였다. 결과적으로 나노로드 클러스터형 ${\beta}-MnO_2$로부터 고농도 리튬화제와 $800^{\circ}C$ 열처리를 통해 제조한 $LiMn_2O_4$가 정방형 스피넬에 가장 가까운 구조임을 확인하였으며, 120 mAh/g의 우수한 초기 방전용량을 나타내었다.

초미세 나노분말 γ-Fe2O3의 초상자성 특성연구 (Superparamagnetic Properties of γ-Fe2O3 Nanoparticles)

  • 이승화;이재광;채광표;안성용
    • 한국자기학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.196-200
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    • 2010
  • Sol-gel 법을 이용하여 초상자성 나노 입자 $\gamma-Fe_2O_3$를 제조하였다. 입자의 크기 및 자기적 성질을 x-선 회절법(XRD), Mossbauer 분광법, 진동시료 자화율 측정기(VSM)를 이용하여 연구하였다. x-선 회절 실험결과 150 이상에서 열처리한 입자는 순수한 cubic spinel 구조를 가지며, $150^{\circ}C$에서 열처리한 $\gamma-Fe_2O_3$의 평균입자 크기는 7 nm로다. Mossbauer 분광실험으로 $150^{\circ}C$에서 열처리한 입자는 상온에서 초상자성의 특성을 가지고 있음을 알 수 있었으며 초상자성의 특성을 잃어버리는 차단온도 $T_B$$183^{\circ}C$로 결정하였으며, 또한 자기이방성상수 K = $1.6{\times}10^6erg/cm^3$의 값을 얻었다. $150^{\circ}C$에서 열처리한 $\gamma-Fe_2O_3$의 VSM 측정 결과로부터 $150^{\circ}C$에서 열처리한 $\gamma-Fe_2O_3$의 경우 상온에서 초상자성의 특성을 확인 할 수 있었다.

나노입자 Zn0.5Ni0.5Fe2O4 초상자성 성질 연구 (Superparamagnetic Properties off Zn0.5Ni0.5Fe2O4 Nanoparticles)

  • 이승화
    • 한국자기학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.40-44
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    • 2006
  • 졸-겔법을 이용하여 나노 입자 $Zn_{0.5}Ni_{0.5}Fe_2O_4$를 제조하여 x선 회절법(XRD) 및 주사전자현미경(SEM) 측정을 통하여 결정학적 특성 및 입자의 크기를 연구하였으며, 제조된 나노 입자의 초상자성 성질을 Mossbauer분광법, 진동시료 자화율 측정기(VSM)를 이용하여 연구하였다 XRD및 SEM의 측정으로부터 열처리 온도가 $300^{\circ}C$에서 순수한 cubic spinel구조를 가지며, 이 때 열 처리한 시료의 평균입자 크기는 7nm인 균일한 구형상 임을 알 수 있었다 Mossbauer분광실험으로 $300^{\circ}C$에서 열처리한 입자가 상온에서 초상자성의 특성을 가지고 있음을 알 수 있었으며, 4.2K에서의 초미세자기장은 $H_{hf}$ (B-자리)=510, $H_{hf}$(A-자리)=475 kOe, 이성질체 이동 값은 0.37(B-자리), 0.33mm/s(A-자리)로 분석되었다. VSM측정 결과로부터 상온에서 초상자성 특성을 갖는 7nm $Zn_{0.5}Ni_{0.5}Fe_2O_4$의 차단온도 $T_B$는 90 K로 결정하였으며, 자기이방성상수 $K=1.6\times10^6\;erg/cm^3$ 값을 얻었다.

나노분말 CoGa0.1Fe1.9O4의 Mössbauer 분광학적 연구 (Mössbauer Studies of CoGa0.1Fe1.9O4 Nanoparticles)

  • 이승화
    • 한국자기학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.144-148
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    • 2006
  • 초상자성 나노입자의 제작이 가능한 sol-gel법을 이용하여 초상자성 나노입자 $CoGa_{0.1}Fe_{1.9}O_4$를 제조하여 입자의 크기 및 자기적 성질을 x-선 회절법(XRD), 주사전자현미경(SEM) 측정과 $M\ddot{o}ssbauer$ 분광법, 진동시료 자화율 측정기(VSM)를 이용하여 연구하였다. SEM및 x-선 회절실험으로부터 250"C 이상에서 열처리한 입자가 순순한 cubic spinel구조를 가지며, $250^{\circ}C$에서 열처리한 $CoGa_{0.1}Fe_{1.9}O_4$의 평균입자 크기는 10 nm로 나타났으며 균일한 구형상 임을 알 수 있었다. VSM 측정 결과로부터 $250^{\circ}C$에서 열처리한 $CoGa_{0.1}Fe_{1.9}O_4$의 경우 상온에서 초상자성의 특성을 나타냈다. $M\ddot{o}ssbauer$ 분광실험으로 $250^{\circ}C$에서 열처리한 입자가 상온에서 초상자성의 특성을 가지고 있음을 확인할 수 있었으며 초상자성의 특성을 잃어버리는 차단온도 $T_B$는 250 K로 결정하였으며, 또한 자기이방성상수 $K=3.0X10^5\;ergs/cm^3$의 값을 얻었다 $250^{\circ}C$에서 열처리한$CoGa_{0.1}Fe_{1.9}O_4$의 경우 4.2K에서의 초미세 자기장은 $H_{hf}(B)=518,\;H_{hf}(A)=486\;kOe$이며, 이성질체 이동값은 $\delta_B=0.34$, $\delta_A=0.30$ 이 값은 A, B자리 모두 $Fe^{3+}$에 해당된다.

적외선 센서용 [(Co1-xCux)0.2(Ni0.3Mn0.7)0.8]3O4 스피넬 박막의 구조 및 전기적 특성 (Structural and Electrical Properties of [(Co1-xCux)0.2(Ni0.3Mn0.7)0.8]3O4 Spinel Thin Films for Infrared Sensor Application)

  • 이귀웅;전창준;정영훈;윤지선;조정호;백종후;윤종원
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제27권12호
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    • pp.825-830
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    • 2014
  • $[(Co_{1-x}Cu_x)_{0.2}(Ni_{0.3}Mn_{0.7})_{0.8}]_3O_4$ ($0{\leq}x{\leq}1$) thin films prepared by metal organic decomposition process were fabricated on SiN/Si substrate for infrared sensor application. Their structural and electrical properties were investigated with variation of Cu dopant. The $[(Co_{1-x}Cu_x)_{0.2}(Ni_{0.3}Mn_{0.7})_{0.8}]_3O_4$ (CCNMO) film annealed at $500^{\circ}C$ exhibited a dense microstructure and a homogeneous crystal structure with a cubic spinel phase. Their crystallinity was further enhanced with increasing doped Cu amount. The 120 nm-thick CCNMO (x=0.6) thin film had a low resistivity of $53{\Omega}{\cdot}cm$ at room temperature while the Co-free film (x=1) showed a significantly decreased resistivity of $5.9{\Omega}{\cdot}cm$. Furthermore, the negative temperature coefficient of resistance (NTCR) characteristics were lower than $-2%/^{\circ}C$ for all the specimens with $x{\geq}0.6$. These results imply that the CCNMO ($x{\geq}0.6$) thin films are a good candidate material for infrared sensor application.

NTC 서미스터로 응용을 위한 Ni-Mn-Co 산화물의 미세구조와 전기적 특성 (The Microstructural and Electrical Properties of Ni-Mn-Co Oxide for the Application of NTC Thermistors)

  • 김경민;이성갑;권민수;김영곤
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제30권6호
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    • pp.361-365
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    • 2017
  • In this paper, we investigated the effect of Co content on the microstructural and electrical properties of $Ni_{0.79}Mn_{2.21-x}Co_xO_4$ (x=0 to 0.25) specimens. Solid-state reaction was used to prepare the bulk specimens. XRD (X-ray diffraction) patterns showed that all compositions had a cubic spinel phase. As a result of the microstructural properties, FE-SEM(field-emission scanning electron microscopy) analysis showed a dense structure, and the mean grain size increased from $5.24{\mu}m$ to $7.33{\mu}m$ with an increase of Co content from x=0 to 0.25. All specimens exhibited the typical NTC thermistor characteristics as the electrical resistance exponentially decreased with increasing temperature. The resistivity and the B-value of $Ni_{0.79}Mn_{1.96}Co_{0.25}O_4$ were $2959{\Omega}{\cdot}cm$ and 3719, respectively.

Fe3O4/CoFe2O4 superlattices; MBE growth and magnetic properties

  • Quang, Van Nguyen;Shin, Yooleemi;Duong, Anh Tuan;Nguyen, Thi Minh Hai;Cho, Sunglae;Meny, Christian
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.242-242
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    • 2016
  • Magnetite, Fe3O4, is a ferrimagnet with a cubic inverse spinel structure and exhibits a metal-insulator, Verwey, transition at about 120 K.[1] It is predicted to possess as half-metallic nature, 100% spin polarization, and high Curie temperature (850 K). Cobalt ferrite is one of the most important members of the ferrite family, which is characterized by its high coercivity, moderate magnetization and very high magnetocrystalline anisotropy. It has been reported that the CoFe2O4/Fe3O4 bilayers represent an unusual exchange-coupled system whose properties are due to the nature of the oxide-oxide super-exchange interactions at the interface [2]. In order to evaluate the effect of interface interactions on magnetic and transport properties of ferrite and cobalt ferrite, the CoFe2O4/Fe3O4 superlattices on MgO (100) substrate have been fabricated by molecular beam epitaxy (MBE) with the wave lengths of 50, and $200{\AA}$, called $25{\AA}/25{\AA}$ and $100{\AA}/100{\AA}$, respectively. Streaky RHEED patterns in sample $25{\AA}/25{\AA}$ indicate a very smooth surface and interface between layers. HR-TEM image show the good crystalline of sample $25{\AA}/25{\AA}$. Interestingly, magnetization curves showed a strong antiferromagnetic order, which was formed at the interfaces.

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고상법으로 합성한 LiMn2O4:Al의 전기화학적 특성 (Electrochemical Performances of LiMn2O4:Al Synthesized by Solid State Method)

  • 박혜정;박선민;노광철;한정화
    • 한국세라믹학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.531-536
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    • 2011
  • Al doped $LiMn_2O_4$ ($LiMn_2O_4:Al$) synthesized by several Al doping process and Solid State method. The Al contents in $Mn_{1-x}Al_xO_2$ for $LiMn_2O_4:Al$ were analyzed 1.7 wt% by EDS. The $LiMn_2O_4:Al$ confirmed cubic spinel structure and approximately 5 ${\mu}m$ particles regardless of three kinds of doping process by solid state method. In the result of electrochemical performances, initial discharge capacity had 115 mAh/g in case of $LiMn_2O_4$ and 111 mAh/g of $LiMn_2O_4:Al$ after 100th cycle at room temperature. But the capacity retention results showed that $LiMn_2O_4$ and $LiMn_2O_4:Al$ were 44% and 69% respectively in the 100th cycle at 60$^{\circ}C$. Therefore we are confirmed that $LiMn_2O_4:Al$ increased the capacity retention about 25% than $LiMn_2O_4$, thus the effect of Al dopping on $LiMn_2O_4$ capacity retention.