고압으로 제조된 $FeCr_2Se_4$의 전기 및 자기적 특성을 연구하기 위해 XRD, SQUID, 중성자회절, 비저항 측정 및 Mossbauer 분광실험을 수행하였다. 비저항 측정결과 온도전반에 걸쳐 반도체적 거동을 보였으며, 온도가 증가함에 따라 저항이 급격하게 감소하는 구간 I(T<20 K)와 온도가 증가함에 따라 저항이 천천히 감소하는 구간 II(T>42 K)으로 2의 구간으로 구분하여 각 각 Mott-VRH(variable range hopping)모델, small polaron 모델을 이용하여 갭 에너지를 계산하였다. 중성자회절실험 분석치를 비교한 결과 110K 이하에서 ferromagnetic 결합이 크게 작용하며, 110 K이상 Neel 온도 이하에서는 격자상수의 급격한 증가론 관찰할 수 있었다. $M\"{o}ssbauer$ 분광실험 결과, 자기 이중극자 상호작용에 대한 전기 사중극자 상호작용의 비 R값이 온도 상승과 더불어 증가하다가 55 K 부근에서 최대치를 형성한 후 Neel 온도로 접근함에 따라 급격히 감소한다.
다결정질 $La_{1/3}Sr_{2/3}FeO_{2.96}$의 전하불균형(charge disproportionation, CD) 전이현상과 그 전이온도를 전후로 한 자기적 상호작용의 변화양상을 X-선 회절, $M\ddot{o}ssbauer$ 분광계, 그리고 SQUID 자기력계를 이용하여 연구하였다. X선 분석결과, 시료의 결정구조는 공간군 R/3c인 rhombohedral 구조이며, 격자상수는 $a_{R}=5.4874\;\AA,\;a_R=60.07^{\circ}$이었다. $M\ddot{o}ssbauer$ 스펙트럼은 4.2 K에서부터 실온까지의 범위에서 취하였다 분석결과 저온에서는 각각 $Fe^{3+}$와 $Fe^{5+}$에 기인하는 두개의 6-선 스펙트럼이 중첩되어 나타났으며 Fe 이온의 원자가가 두개의 상이한 전하 상태로 분리된 반강자성 혼합원자가 상태임을 알 수 있었다. 반면 고온에서는 $Fe^{3.6+}$에 기인하는 단일 흡수선이 관측되어 상자성의 평균원자가 상태임을 알 수 있었다. 175K부터 200K의 온도 범위에서는 이 두 상태가 혼재되어 나타났으며 이 온도 범위에서 CD전이가 발생함을 알 수 있었다. CD전이의 근원은 열적으로 발생한 전하의 도약현상으로 설명할 수 있었다. 측정된 자기이력곡선의 분석 결과, 자성원자 사이에는 강한 반강자성 상호작용이 존재하며, 온도가 CD 전이온도를 넘어 상승하면서 $Fe^{3+}-Fe^{5+}$간의 상호작용이 한층 더 강한 상호작용으로 대치됨을 알 수 있었다.
DC 마그네트론 방식으로 제조한 PtMn계 상부층형(top) 스핀밸브 박막을 반강자성층인 PtM의 fcc (111) 구조에서 fat (111)구조 천이를 위하여 27$0^{\circ}C$에서 3 kOe의 외부자장을 가해주면서 일차적인 열처리를 한 후, 이차적으로 무자장 열처리를 하여 상온에서 자기적 특성을 조사하였다. Si/A1$_2$O$_3$ (500$\AA$)/Ta(50$\AA$)NiFe(40$\AA$)/CoFe(17$\AA$)/Cu(28$\AA$)/CoFe (30$\AA$)PtMn(200$\AA$)Ta(50$\AA$) top 스핀밸브 시료에서 자기저항비를 조사한 결과 열처리 온도가 높아질수록 자기저항비가 완만히 감소하나 325 $^{\circ}C$ 이상에서 급격히 감소하여 1 %까지 감소하는 것을 확인하였으며, 이것은 열처리 온도가 높아질수록 반강자성층과 피고정층사이의 교환 결합력이 약해지는 것에 기인하는 것으로 판단하였다. 열처리 온도 증가에 따른 교환 바이어스 자장은 325 $^{\circ}C$ 이상에서 급격히 감소하였고, 고정층과 자유층사이의 상호 결합 세기(interlayer coupling field, $H_{int}$)는 $325^{\circ}C$ 이상에서 크게 증가하였는데, 이것은 열처리 온도가 증가함에 다라 Mn의 상호 확산(inter-diffusion)dl 증가하여 계면에서의 거칠기(roughness)가 커지기 때문이라고 생각하였다. 이와 같은 결과에서 PtMn 스핀밸브의 급격한 자기적 특성변화가 일어나는 열처리 온도가 PtMn계 스핀밸브 박막의 블로킹 온도(blocking temperature, $T_b$)와 잘 일치함을 호가인할 수 있었다.
[CoFe/Pt/CoFe]/IrMn 다층박막에 대하여 반강자성체 IrMn층 두께 의존성 및 열적안정성, 수평으로 전환하는 각도에 의존하는 수직자기 이방성 특성을 관찰하였다. IrMn층을 통해 유도된 강자성체/비자성체/강자성체 구조인 [CoFe($10{\AA}$)/Pt($8{\AA}$)/CoFe($10{\AA}$)]/IrMn 다층박막은 IrMn 두께 $7{\AA}$부터 상호교환결합력이 형성되었고, 열처리 온도 $250^{\circ}C$까지 열적안정성을 유지하였다. 수직자기 이방성 [CoFe/Pt/CoFe]/IrMn 다층박막에서 바닥 CoFe층과 Pt층을 사이에 두고 반강자성체인 IrMn층에 의해 고정되어 있는 상부 CoFe층간의 상호교환결합력은 이방성 측정 각도가 $0^{\circ}$, $60^{\circ}$일 때 각각 1,000 Oe, 1,500 Oe로, $90^{\circ}$일 때 $\infty$ Oe로 나타났다.
반강자성 Cr86Al14계 스핀밸브막의 자기특성과 내열 내식성에 대해 연구하엿다. Cr86Al14스핀밸브막의 자기적성질은 강자성층, 자성층 및 비자성층두께에 의존하였으며, glass/Cr86Al14(600$\AA$)/Ni81Fe19(50$\AA$)/Cu(40$\AA$)/Ni81Fe19(40$\AA$)구조에서의 교환결합자장(Hex)은 20 Oe, 자기저항비(MR ratio (%))는 2%를 나타내었다. Cr96Al14 및 Fe50Mn50 스핀밸브막은 annealing온도가 증가함에 따라 모두 Hex 및 MR비가 감소하는 경향을 나타내엇으나 FeMn막에 비해 CrAl막이 우수하여, FeMn막은 15$0^{\circ}C$, CrAl막은 25$0^{\circ}C$에서 Hex 및 MR비값을 상실하였다. 또한 가혹한 환경에서의 스핀밸브막의 부식저항성을 평가하고자 35$^{\circ}C$,90% 습도상태의 챔버내에서 Hex와 MR비값의 변화를 관찰한 결과 CrAl막의 경우에는 Hex 및 MR비 값이 시간이 경과해는 변화지 않았으나, FeMn막은 15일정도 경과하자 거의 상실하는 결과를 나타냈다. SEM관찰결과 FeMn막은 pitting이 나타났으며 15일정도 경과후에는 박리가 발생하였다.
We investigated the structural, electrical and magnetic properties of Mn-doped $CuAlO_2$ delafossite ceramics ($CuAl_{1-x}Mn_{x}O_2,\;0\le\;x\;\le0.05$), synthesized by solid-state reaction method in an air atmosphere at a sintering temperature of $1150^{\circ}C$. The solubility limit of Mn ions in delafossite $CuAlO_2$ was found to be as low as about 3 $mol\%$. Positive Hall coefficient and the temperature dependence of conductivity established that non-doped $CuAlO_2$ ceramic is a variable-range hopping p-type semiconductor. It was found that the Mn-doping in $CuAlO_2$ rapidly reduced the hole concentration and conductivity, indicating compensation of free holes. The analysis of the magnetization data provided an evidence that antiferromagnetic superexchange interaction is the dominant mechanism of the exchange coupling between Mn ions in $CuAl_{1-x}Mn_{x}O$ alloy, leading to an almost paramagnetic behavior in this alloy.
We report the preparation, structure and magnetic properties of a new pillared complex, copper(II) hydroxy-1,4-butanedisulfonate, $Cu_2(OH)_3(O_3SC_4H_8SO_3)_{1/2}$. The titled compound was obtained by anion exchange, using copper hydroxyl nitrate $(Cu_2(OH)_3NO_3)$ as the starting material. According to the XRD data, this compound exhibits a pillared layered structure with organic layers tilted between the copper hydroxide layers with a tilt angle of $21.8^{\circ}$. FTIR spectroscopy confirms total exchange of nitrate by the sulfonate and indicates that the sulfonate functions are linked to the copper(II) ions with each aliphatic chain bridging the adjacent hydroxide layers. According to the dc and ac magnetic measurements, the title compound is a metamagnet consisting of spin-canted antiferromagnetic layers, with a Neel temperature of 11.8 K.
The reactions of [Ni(L)(H₂O)₂]Cl₂ (L = 2,5,9,12-tetramethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane) with terephtalate (tp) and 2,5-pyridinedicarboxylate (pdc) generate one-dimensional nickel(II) complexes, [Ni(L)(H₂O)₂](tp) · ₄H₂O (1) and [Ni(L)(H₂O)₂](pdc)·₄H₂O (2). The structures have been characterized by X-ray crystallography, magnetic susceptibility and spectroscopy. The crystal structures of 1 and 2 show a distorted octahedral coordination geometry around the Ni(II) ion, with secondary amines of the macrocycle and two water molecules at the trans position. Complexes 1 and 2 display the one-dimensional hydrogen-bonded infinite chains. The magnetic behavior of all compounds exhibits weak interchain antiferromagnetic interactions with J values of -1.09(3) for 1 and -1.14(2) cm-1 for 2.
한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
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pp.247-250
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1999
We have performed $^{63,65}$Cu nuclear quadrupole resonance (NQR) measurements on Zn and Ni doped YBa$_2Cu_3O_7$ (YBa$_2Cu_{3-x}M_xO_7$, M=Zn or Ni, x = 0.00 ${\sim}$ 0.09). Doping effects are markedly different in relaxation rates as well as in superconducting transition temperatures. Both the spin-lattice and the spin-spin relaxation rates decrease for Zn doped YBCO. However, those increase for Ni doped YBCO. This contrast in local electronic dynamics provides a clear microscopic evidence that Zn forms no local moment, while Ni develops a local moment. Consequently, the antiferromagnetic spin fluctuation is suppressed by Zn doping whereas it is preserved by Ni doping.
한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
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pp.206-209
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1999
Magnetic and superconducting properties in a series of intermetallic compounds Y$_{1-x}Tb_xNi_2B_2C$ were investigated by measuring the temperature dependent magnetization, M (T), and resitivity, ${\rho}$ (T). As Tb concentration, x, is increased, the superconducting transition temperature, T$_c$, decreases and eventually disappears in the vicinity of x = 0.5 while Neel temperature, T$_N$, appears abruptly near x = 0.4 and increases linearly. Of particular interest is the collision of superconductivity and antiferromagnetism around x = 0.4. The linear decrease of T$_c$ for dilute Tb concentration seems to follow the Abrikosov-Gor'kov behavior, while the decay of T$_c$ below T$_c$ is expected to originate from the effective magnetic field on the conduction electrons. The Ginzburg-Landau theory was phenomenologically constructed to explain this competition of superconducting order parameter and antiferromagnetic order parameter with the multi-band model.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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