• 한국재료학회지
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• 제28권7호
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• pp.371-375
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• 2018

The manganese-, nickel-, and aluminum-doped cobalt ferrite powders, $Mn_{0.2}Co_{0.8}Fe_2O_4$, $Ni_{0.2}Co_{0.8}Fe_2O_4$, and $Al_{0.2}CoFe_{1.8}O_4$, are fabricated by the sol-gel method, and the crystallographic and magnetic properties of the powders are studied in comparison with those of $CoFe_2O_4$. All the ferrite powders are nano-sized and have a single spinel structure with the lattice constant increasing in $Mn_{0.2}Co_{0.8}Fe_2O_4$ but decreasing in $Ni_{0.2}Co_{0.8}Fe_2O_4$ and $Al_{0.2}CoFe_{1.8}O_4$. All the $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectra are fitted as a superposition of two Zeeman sextets due to the tetrahedral and octahedral sites of the $Fe^{3+}$ ions. The values of the magnetic hyperfine fields of $Ni_{0.2}Co_{0.8}Fe_2O_4$ are somewhat increased in the A and B sites, while those of $Mn_{0.2}Co_{0.8}Fe_2O_4$ and $Al_{0.2}CoFe_{1.8}O_4$ are decreased. The variation of $M{\ddot{o}}ssbauer$ parameters is explained using the cation distribution equation, superexchange interaction and particle size. The hysteresis curves of the ferrite powders reveal a typical soft ferrite pattern. The variation in the values of saturation magnetization and coercivity are explained in terms of the site distributions, particle sizes and the spin magnetic moments of the doped ions.

• Journal of Magnetics
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• 제7권1호
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• pp.18-20
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• 2002

The charge structures of (LSMO) and of the combined system $(La_{ 0.6}Sr_{0.4}FeO_3$(LSMO) and of the combined system (La_{0.6}Sr_{0.4}MnO_3)_{0.7}(La_{0.6}Sr_{0.4}/FeO_3)_{0.3}$are investigated by using M$\ddot{o}$ssbauer spectroscopy. The antiferromagnetically ordered $(La_{0.6}Sr_{0.4}FeO_3$(LSFO) has possible charges of Fe^{3+} and Fe^{4+}$, which include a low-spin $Fe^{4+}$ state at and above 230 K. The temperature dependences of the M$\ddot{o}$ssbauer spectra for the $(La_{ 0.6}Sr_{0.4}FeO_3$ system and for the combined $(LSMO)_{ 0.7}(LSFO)_{0.3}$ system are fitted as three sets of Zeeman patterns corresponding to $Fe^{3+}$ and $Fe^{4+} below 230 K. At and above 230 K, the fitted M$\ddot{o}$ssbauer spectra for the combined system are the same in all temperature ranges. Above 230 K, $(La_{0.6}Sr_{0.4}FeO_3$ spectrum consists of two sets of six Lorentzians for $Fe^{3+}$ and one line for low spin $Fe^{4+}$. It is worth noting that large fields are induced in the combined system.

• 한국자기학회지
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• 제15권2호
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• pp.113-117
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• 2005

4-point focused floating Bone furnace를 이용하여 multiferroic $HoMnO_3$ 단결정을 제조하였으며, 직접합성법으로 $HoMn_{1-x}\;^57Fe_xO_3$ (x=0, 0.01, 0.02, 0.05) 분말 시료를 제조하여 그 결정학적 및 자기적 성질을 연구하였다. 결정구조는 hexagonal 구조로, (110) 방향이 자화용이축 임을 알 수 있었고, 온도 변화에 따른 강유전 상수(dielectric constant $\epsilon$)는 c축과 평행한 방향에서 특이성(anomaly)을 갖는 것으로 나타났다. 이 때 특이성이 나타나는 온도 구간은, c축 방향으로 인가된 자기장 세기에 따라 민감하게 변화함이 관측되고 있어, multiferroic 소자로의 응용 가능성을 제시하고 있다. 한편 Mn 자리에 $^{57}Fe$를 미량 치환한 분말 시료에 대하여 $M\ddot{o}ssbauer$ 분광학적 연구를 수행하였다.

• 한국자기학회지
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• 제23권2호
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• pp.43-48
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• 2013

Chalcogenide $Fe_{0.9}M_{0.1}Cr_2S_4$(M=Co, Ni, Zn)에 대하여 X-선 회절법, 자기저항측정, Mossbauer 분광법을 이용하여 CMR특성과 자기적 성질을 연구하였다. 10 at%의 M 치환에서는 상온에서 입방정으로 정상 spinel 구조를 갖는 것으로 나타났다. 자기저항 실험결과 $T_C$ 부근에서는 도체-반도체 전이의 특성을 보이며 최대자기저항 온도가 나타났다. M$\ddot{o}$ssbauer 분광 실험 결과에서 Fe에 대한 Ni 치환은 초교환 상호작용을 강화시키고 Jahn-Teller 효과에 의한 완화 현상의 심화를 보여준다. CMR 특성은 망간산화물의 $Mn^{3+}$와 $Mn^{4+}$ 사이의 이중교환상호작용과 다르게 동적 Jahn-Teller 효과와 관계된 polaron에 기인한 도체-반도체 전이 의한 것으로 해석된다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2010년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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• pp.62-63
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• 2010

• Journal of Magnetics
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• 제10권3호
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• pp.80-83
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• 2005

Cobalt ferrite and garnet powders were grown using a conventional ceramic method in two different ways for understanding the magnetic interaction between structurally different materials. Structures of these powders were investigated by using an X-ray diffractometer (XRD) and the magnetic interaction between iron ions and the magnetic properties of the powders were measured by a $M\ddot{o}ssbauer$ spectroscopy and a vibrating sample magnetometer (VSM), respectively. The result of the XRD measurement showed that the annealing temperature higher than $1200^{\circ}C$ was necessary to grow a $(CoFe_2O_4)_{0.5}(Y_3Fe_5O_{12})_{0.5}$ powder. $M\ddot{o}ssbauer$ spectra for the 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 magnetic interaction between the grain surface of cobalt ferrite and the one of the garnet. In case of annealing the powders at the temperature large enough to crystallize them, raw chemicals became fine cobalt ferrite and garnet particles at first and then these fine particles were aggregated and formed large grains of ferrite powders. The result of the VSM measurement showed that the powders prepared at $1200^{\circ}C$ had the similar saturation magnetization and the coercivity regardless of the preparation method.

• Journal of Magnetics
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• 제18권1호
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• pp.21-25
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• 2013

Nickel substituted manganese ferrites, $Mn_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ ($0.0{\leq}x{\leq}0.6$), were fabricated by sol-gel method. The effects of sintering and substitution on their crystallographic and magnetic properties were studied. X-ray diffractometry of $Mn_{0.6}Ni_{0.4}Fe_2O_4$ ferrite sintered above 523 K indicated a spinel structure; particles increased in size with hotter sintering. The M$\ddot{o}$ssbauer spectrum of this ferrite sintered at 523 K could be fitted as a single quadrupole doublet, indicative of a superparamagnetic phase. Sintering at 573 K led to spectrum fitted as the superposition of two Zeeman sextets and a single quadrupole doublet, indicating both ferrimagnetic and paramagnetic phase. Sintering at 673 K and at 773 K led to spectra fitted as two Zeeman sextets due to a ferrimagnetic phase. The saturation magnetization and the coercivity of $Mn_{0.6}Ni_{0.4}Fe_2O_4$ ferrite sintered at 773 K were 53.05 emu/g and 142.08 Oe. In $Mn_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ ($0.0{\leq}x{\leq}0.6$) ferrites, sintering of any composition at 773 K led to a single spinel structure. Increased Ni substitution decreased the ferrites' lattice constants and increased their particle sizes. The M$\ddot{o}$ssbauer spectra could be fitted as the superposition of two Zeeman sextets due to the tetrahedral and the octahedral sites of the $Fe^{3+}$ ions. The variations of saturation magnetization and coercivity with changing Ni content could be explained using the changes of particle size.

• 한국자기학회지
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• 제15권3호
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• pp.186-190
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• 2005

Co 페라이트 $CoFe_2O_4$에서 Fe의 미량을 Al으로 치환시킨 시료인 $Al_{0.2}CoFe_{1.8}O_4$ 분말과 박막을 sol-gel 방법으로 각각 제조하였다. 이 시료에 대한 열처리 온도에 따른 결정학적 및 자기적 특성의 변화를 비교하기 위하여 X선 회절기, FE-SEM, $M\ddot{o}ssbauer$ 분광기, 진동자력계 등을 이용한 측정을 하였다. 분말 시료를 673K 이상으로 열처리 했을 때 cubic spinel구조가 나타나기 시작하고, 박막 시료는 873 K 이상으로 열처리 했을 때 cubic spinel 구조가 나타나기 시작했다. $M\ddot{o}ssbauer$ 분광 분석을 통해 873 K 이상의 온도로 열처리한 분말시료에서 준강자성 성질이 얻어졌으나 673K로 열처리한 시료는 작은 입자크기 때문에 상자성이 공존하고 473K로 열처리한 시료는 상자성 성질만이 나타났다. VSM 측정에서 분말 시료의 보자력이 673K에서 열처리한 시료까지는 증가하다가 그 이상 열처리한 시료에서는 감소하였으며, 포화자화는 열처리 온도가 높아질수록 계속 증가하였다. 그러나 박막 시료는 873K에서 열처리한 경우 보자력이 1.084kOe이었으나 1073K에서 열처리한 시료의 경우 0.540kOe로 열처리 온도가 증가할수록 보자력이 오히려 감소하였다.

• 한국광물학회지
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• 제20권4호
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• pp.367-376
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• 2007

에이니그마타이트($Na_4(Fe^{2+},Ti,Fe^{3+}){_{12}}(Fe^{3+},Si){_{12}}O_{40}$)는 Na가 풍부한 알칼리 화성암에 흔히 산출되는 광물이며, 분지 개방형 단쇄형 규산염광물로 분류된다. 3개의 산출이 다른 자연산 에이니그마타이트를 대상으로 뫼스바우어 분광분석을 실시하였으며 상세한 결정화학적 연구가 수행되었다. 뫼스바우어 분광분석 결과 9개의 흡수선이 분리되었는데, 3쌍의 흡수선은 팔면체 자리를 점유하는 $Fe^{2+}$의 피크이며, 저속도 구간의 독립적인 2개의 흡수선과 대응하는 한 개의 중첩된 흡수선은 각각 사면체와 팔면체 자리의 $Fe^{3+}$의 피크로 밝혀졌다. $Fe^{2+}$와 $Fe^{3+}$의 정확한 함량비에 의해 화학분석치가 재계산되었으며, Fe 양이온의 사면체 자리와 팔면체 자리에 대한 정확한 자리점유율로 상세한 결정화학적 정보를 제공하였다. 상당한 함량의 $Fe^{3+}/tet$는 사면체 자리점유에 있어 $Fe^{3+}$가 $Al^{3+}$보다 우위를 보여준다. 결정화학적로 규명된 에이니그마타이트(AEN1)의 상세한 화학조성은 $(Na_{3.97}Ca_{0.03})(Ca_{0.11}Mn_{0.59}Fe^{2+}{_{8.07}}Ti_{2.07}Mg_{0.70}Fe^{3+}{_{0.43}}Al_{0.04})(Fe^{3+}{_{0.56}}Al_{0.18}Si_{11.26})O_{40}$으로 밝혀졌다.

• 한국자기학회지
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• 제18권5호
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• pp.168-173
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• 2008

제주도 북부 지역 오름의 주성분인 스코리아에 대한 화학적 조성, 산화철의 원자가 상태와 자기적 성질을 조사하였다. X-선 형 광분석을 통해서 철 함유량은 $14.08{\sim}20.08\;wt%$ 임을 확인하였고, X-선 회절법을 이용하여 분석한 결과, $SiO_2$와 같은 규산염 외에 소량의 철산화물이 확인되었다. $M{\ddot{o}}ssbauer$ 분광법을 통해서 시료들 내부의 광물 중, 철 성분들이 어떤 형태를 이루는지 알아보았다. 측정한 결과 olivine인 규산염과 pyroxene, ilmenite와 같은 상자성 철산화물 및 상온에서 반강자성 및 강자성 물질인 hematite와 magnetite 산화철 광물들이 확인되었다. 그리고 철 화합물의 원자가 상태는 $Fe^{2+}$인 olivine, pyroxene 그리고 ilmenite 와 $Fe^{3+}$인 hematite, magnetite 등을 포함하고 있다. 주성분으로 볼 수 있는 hematite의 총 면적비는 평균 57.88 wt%이었고 스코리아 내에 존재하는 철의 주 원자가 상태는 대부분 $Fe^{3+}$임을 알 수 있었으며, 이 결과는 다른 제주 중산간 지역의 스코리아와 동 일한 지구화학적 특성을 보이고 있음을 알 수 있다.