• 제목/요약/키워드: inverse spinel

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Structural, Magnetic, and Optical Studies on Normal to Inverse Spinel Phase Transition in FexCo3-xO4 Thin Films

  • Kim, Kwang-Joo;Kim, Hee-Kyung;Park, Young-Ran;Ahn, Geun-Young;Kim, Chul-Sung;Park, Jae-Yun
    • 한국자기학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.96-99
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    • 2005
  • Phase transition from normal- to inverse-spinel structure has been observed for $Fe_xCo_{3-x}O_4$ thin films as the Fe composition (x) increases from 0 to 2. The samples were fabricated as thin films by sol-gel method on Si(100) substrates. X-ray diffraction measurements revealed a coexistence of two phases, normal and inverse spinel, for $0.76{\le}x{\le}0.93$. The normal-spinel phase is dominant for $x{\le}0.55$ while the inverse-spinel phase for $x{\ge}l.22$. The cubic lattice constant of the inverse-spinel phase is larger than that of the normal-spinel phase. For both phases the lattice constant increases with increasing x. X-ray photoelectron spectroscopy measurements revealed that both $Fe^{2+}$ and $Fe^{3+}$ ions exist with similar strength in the x=0.93 sample. Conversion electron $M\ddot{o}ssbauer$ spectra measured on the same sample showed that $Fe^{2+}$ ions prefer the octahedral $Co^{3+}$ sites, indicating the formation of the inverse-spinel phase. Analysis on the measured optical absorption spectra for the samples by spectroscopic ellipsometry indicates the dominance of the normal spinel phase for low x in which $Fe^{3+}$ ions tend to substitute the octahedral sites.

Co-ferrite 박막에서 양이온 거동에 관한 Mössbauer 분광 연구 (Mossbauer Study for the Cation Distribution of Co-ferrite (CoxFe1-xO4) Thin Films)

  • 박재윤;박영란;김희경;김광주
    • 한국자기학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.1-5
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    • 2006
  • 결정구조는 같은 spinel 구조이나, 자기적으로는 각각 반강자성과 준강자성 특성을 띠고 있는 $Co_3O_4$와 자철광 $Fe_3O_4$의 혼성 Co-ferrite인 $Co_xFe_{1-x}O_4$ 박막을 sol-gel법으로 제조하여, Fe 이온에 대한 Co 이온 치환으로 발생된 양이온 거동이 Co-ferrite 박막의 결정구조 및 자기적 특성에 미치는 효과를 XRB 실험, VSM 측정, 그리고 Conversion Electron Mossbauer Spectroscopy (CEMS) 실험으로 조사하였다. 그 결과 $Co^{3+}$ 이온이 주로 $Fe^{3+}$ 이온을 치환하여 단위정의 크기가 감소를 가져오며, 결정구조는 inverse spinel 구조에서 normal spinel 구조로 변환된다. CEMS 분광실험을 통하여 확인된 Fe 이온의 site preference는 주로 $Fe^{3+}$ 이온이 $Co^{3+}$ 치환됨을 보여주고 있으며, 동시에 B-site의 $Co^{2+}$ 이온은 A-site로 이동된다. 자화곡선 측정결과 Co 조성값의 증가로 자기 moment값이 감소되는 것으로 나타났는데, 이것은 low spin상태의 $Co^{3+}$이 high spin상태의 $Fe^{3+}$이온을 치환하여 주로 발생한 것이다.

Mössbauer 분광법에 의한 Ni1-xMgxFe2O4 Ferrite의 자기구조 연구 (The Study of Magnetic Structure of Ni1-xMgxFe2O4 Ferrite System by Mössbauer Spectroscopy)

  • 윤인섭;백승도
    • 한국자기학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.106-112
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    • 2009
  • 상온에서 준강자성을 띠는 $Ni_{1-x}Mg_xFe_2O_4$ ferrite 내에 존재하는 금속양이온 Ni을 Mg로 대치시킬 때 나타나는 결정학적 구조의 변화와 자기적 성질 변화, 그리고 양이온의 분포를 X-선 회절무늬와 $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectrum을 측정하고 분석하여 연구하였다. $NiFe_2O_4$ ferrite의 $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectrum 공명흡수면적비(oct/tet)는 1.007로서 거의 완전한 inverse spinel 구조를 형성하나 Mg의 함량인 x가 증가함에 따라 Mg 이온이 tetrahedral site를 점유하게 되어 면적비(oct/tet)가 점차 증가하여 $MgFe_2O_4$의 경우 1.449로서 불완전한 inverse spinel 구조를 형성한다. 시료들의 isomer shift 값으로부터 $Ni_{1-x}Mg_xFe_2O_4$ ferrite계 내에 존재하는 Fe는 $Fe^{3+}$ 상태임을 알 수 있다. 비자성 이온인 Mg의 함량이 증가함에 따라 최인접 금속 양이온에 의해 발생되는 A-B exchange interaction이 발생할 확률이 작아져서 magnetic hyperfine field가 감소하며 Yafet-Kittel 자기구조를 나타낸다.

$Mg_2$$SnO_4$:Mn 녹색 형광체의 저전압 음극선 발광 특성 (Cathodoluminescence of $Mg_2$$SnO_4$:Mn,:Mn Green Phosphor under Low-Voltage Electron Excitation)

  • 김경남;정하균;박희동;김도진
    • 한국재료학회지
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    • 제11권9호
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    • pp.759-762
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    • 2001
  • Mg$_2$SnO$_4$having an inverse spinel structure was selected as a new host material of $Mn^{2+}$ activator. The luminescence of the $Mg_2$SnO$_4$:Mn phosphor prepared by the solid-state reaction were investigated under ultraviolet and low-voltage electron excitation. The Mn-doped magnesium tin oxide exhibited strong green emission with the spectrum centered at 500nm wavelength. It was explained that the green emission in $Mg_2$SnO$_4$:Mn phosphor is due to energy transfer from $^4T_1to ^6A_1\;of\; Mn^{2+}$ ion at tetrahedral site in the spinel structure. The optimum concentration of $Mn^{2+}$/ion exhibiting maximum emission intensity by the low-voltage electron excitation was 0.6mol%. ?

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Verwey 전이와 마그네타이트의 전기적 및 자기적 특성 (Electrical and Magnetic Properties of Magnetite Powder during a Verwey Transition)

  • 윤성현
    • 새물리
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    • 제68권12호
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    • pp.1302-1307
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    • 2018
  • 마그네타이트 분말에 대해 Verwey 전이 전후에서의 구조적, 전기적 및 자기적 성질을 고찰하였다. 마그네타이트 시료는 고온열분해법으로 합성한 나노입자를 $800^{\circ}C$, 진공을 뽑는 상태에서 1시간동안 열처리하여 얻었다. 시료의 형태학적, 결정학적 분석은 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)과 X-선 회절(X-ray diffraction, XRD)을 이용하였으며 시료진동형 자기력계(vibrating sample magnetometer, VSM)와 뫼스바우어 분광법, 비저항 측정 등을 통해 미시적/거시적 자성 및 전기적 특성을 각각 관찰하였다. Verwey 전이점에서 비저항과 자기모멘트의 불연속적 온도의존성을 관측하였으며 자기이방성상수가 $T_V$ 부근에서 약간 감소하는 것이 관찰되었다. 뫼스바우어 스펙트럼은 $T_V$ 전후에서 모두 사면체적 (A) 자리와 팔면체적 (B) 자리에 기인하는 2개의 6선 스펙트럼의 중첩으로 나타났으며 B자리에서 철 이온의 원자가에 따른 흡수선의 구분은 불가능하였다. $T_V$ 를 중심으로 하여 저온영역의 정상스피넬(normal spinel)에서 고온영역의 역스피넬(inverse spinel)의 배위교차(coordination crossover)가 발생하였다.

티타늄 합침에 의한 (Znl-xNix)2TiO4 스피넬 세라믹스 (Titanium Incorporation in (Znl-xNix)2TiO4 Spinel Ceramics)

  • 강귀원;김효태;황준철;이종원;백운규
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.97-97
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    • 2003
  • Composition in the (Znl-xNix)2TiO4+ yTiO2 system (x=0-0.5, y=0-0.35) were synthesized via the solid-state reaction route. The incorporation of titanium, in the form of TiO2, in (Znl-xNix)2TiO4 spinel ceramics were investigated by analyzing the crystal structure and measuring the dielectric properties. The result of the crystal structure analysis suggested that TiO2 level of 0.01 y 0.33 could be incorporated into the (Znl-xNix)2TiO4 spinel. The change of incorporated TiO2 level is related with Co-content as a inverse proportion and the variation of lattice parameter and dielectric properties were supported the result.

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Characterization of Spinel Lithium Manganite Prepared by Citrate Sol-Gel Method

  • 홍영식;박휴범;이지은;한치환;김시중
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제18권11호
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    • pp.1153-1158
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    • 1997
  • The powder characteristics of LiMn2O4 prepared by the citrate sol-gel method have been investigated. The optimum pH for the preparation of homogeneous citrate gel was calculated by the theoretical consideration of thermodynamic equilibrium constants for metal-citrate complexes and metal salts. The obtained citrate gel was prefired at 300 ℃ and calcined at 300-700 ℃ for 1 h. The obtained powders were characterized by TG/DSC, FT-IR spectrometer, X-ray diffractometer, SQUID magnetometer, SEM, and particle size analyzer. It was observed that the mixed phases of spinel LiMn2O4 and Mn3O4 were transformed into spinel LiMn2O4 phase and the vibrational bands due to the carbonate and nitrate were also disappeared over 400 ℃. At temperatures below 150 K, inverse molar susceptibilities of every sample began to show an antiferromagnetic ordering of Mn magnetic moments.