다결정 층상 페로브스카이트형 $La_{2.1}Sr_{1.9}Mn_3O_{10}$를 성공적으로 합성하였으며, $La_{2.1}Sr_{1.9}Mn_3O_{10}$의 열기전력, 전기전도 및 자기적 특성을 조사하였다. 0.85T의 자장의 인가 시 자기전이 온도 $T_c$보다 매우 낮은 120K에서 금속-비금속전이 및 약 120%의 음의 $MR(-{\Delta}{\rho}/{\rho}_0)$이 관측되었다. 고온영역에서 small polaron의 특징중의 하나인 매우 큰 전기적 저항 및 열기전력의 활성화 에너지 차가 관측되었다. 전체적인 실험 결과는 small polaron hopping 모델로 설명가능 하였다.
The temperature dependence of dc conductivity and magnetic properties of cation deficient {{{{ { {(LaMn) }_{1-λ }O }_{3 } }} systems has been investigated,. Above 160K the magnetic susceptibility of all samples followed the Curie-Weiss law. The Curie temperature decreased as the cation deficiency increased. This is due to a strong Jahn-Teller effect originated from electrons of {{{{ { Mn}^{3+ } }} In the case of samples annealed in air and oxygen at-mosphere the charge carriers responsible for conduction in the ferromagnetic regime below the Curie tem-perature are believed to have both magnetic and lattice characteristics. However the conduction carriers in the paramagnetic regime above the Curie temperature are though to be formed by hopping process of small polarons which were generated by assistance of the Jahn-Teller effect.
본 연구는 입방정 L $a_{2}$ 3/Ti $O_{2.84}$ 세라믹스의 전기전도율, 열기전력 그리고 자기적 특성에 대하여 조사하였다. 350 K 이하의 은도영역에서의 입방정 L $a_{2}$ 3/Ti $O_{2.84}$ 세라믹스의 열기전력은 음으로 나타났다 열기전력은 온도의 증가와 더불어 선형적으로 증가하여 A+BT의 형태로 표현가능 하였으며, Emin과 Wood가 제안한 모델과 잘 일치하였다. 이와 같은 열기전력의 온도의존성은 L $a_{2}$ 3/Ti $O_{2.84}$ 세라믹스의 전도 carrier가 small polaron임을 의미한다. L $a_{2}$ 3/Ti $O_{2.84}$ 세라믹스는 실온 이하의 특정온도에서 variable range hopping에서 small polaron hopping으로 변화하였다. 저온영역에서는 직류전도 기구해석은 Mott의 접근방식을 이용하였다. Mott의 보조변수 해석결과 Fermi면에서의 상태밀도 [N( $E_{F}$)]는 3.18${\times}$$10^{20}$$cm^{-3}$e $V^{-1}$이었으며, 무질서에너지 $W_{d}$는 0.93로 고온에서의 활성화 에너지 보다 매우 크다. 200K와 300K온도 범위에서 log($\sigma$T)와 1/T의 직선 관계가 존재 하였으며, small polaron의 hopping energy는 0.15 eV였다.
졸-겔(sol-gel) 방법을 이용하여 제작된 산소결핍(oxygen vacancy)들을 내포하는 Ni 도핑된 루타일(rutile) 구조의 $TiO_{2-{\delta}}$ 박막들에 대하여 그 자기적 성질 및 관련된 전자구조적 성질에 대하여 조사분석 하였다. $TiO_{2-{\delta}}$:Ni 박막들에서 상온 강자성이 관측되었으며 Ni 도핑량이 증가할수록 포화 자화량($M_s$)이 점차 감소하여 6 at% 이상에서 일정한 값으로 유지되었다. 이와 같은 Ni 도핑량 6 at% 이하에서의 강자성 현상은 산소결핍 자리에 속박된 전자를 매개로 그 주위에 존재하는 불순물 이온들의 자기 능률들이 강자성 정렬을 이루게 되는 자기 폴라론(magnetic polaron)의 형성에 의한 것으로 해석된다. 소량의 Ni 도핑 시 각 이온당 최대 $3.7{\mu}_B/Ni$의 큰 $M_s$ 값이 나타났으며 6 at% 이상에서의 일정한 $M_s$ 값은 Ni cluster 형성에 의한 것으로 해석된다. 이와 같은 Ni cluster의 존재는 시료들에 대한 Hall 측정 결과 나타난 Ni 도핑량 증가에 따르는 p-n 전도성 전이를 설명하여 줄 수 있다.
Magnetic and transport properties in the ceramic specimen of L $a_{0.7}$S $r_{0.3}$Fe $O_3$ with orthohombic structure has been investigated. Weak ferromagnetism has been observed in a ceramic sample of L $a_{0.7}$S $r_{0.3}$Fe $O_3$. Large dielectric relaxation of Debye type is observed in paramagnetic states within the temperature range of 130K~200K. From the temperature dependence of the characteristic frequency, we concluded that the elementary process of the dispersion is related to holes hopping between F $e^{3+}$ and F $e^{4+}$ ions. The temperature dependencies of thermoelectric power and Dc conductivity suggest that the charge carrier responsible for the conduction are strongly localized. These experimental results have been interpreted in terms of a hopping process involving small polaron.n.laron.n.
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.
We present the results of a combined magnetization, dc and magneto-transport study of the n = 2 Ruddlesden-Popper compound $Ca_3Mn_2O_7$ The negative thermoelectric powder is observed. The magnetic measurement data show that there is sharp magnetic transition at 134 K. However, the de and magnetoresistance of $Ca_3Mn_2O_7$ show no particular transport. Transport properties of the compound $Ca_3Mn_2O_7$ are interpreted in terms of activated hopping of small polarons in non-adiabatic regime. Polarons are most probably formed around $Mn^{3+}$ sites created by oxygen sub-stoichiometry.
The electrical transport properties of $La_{0.5}Sr_{0.5}CrO_3$ below room temperatures were investigated by dielectric, dc resistivity, magnetic properties and thermoelectric power. Below $T_c$, $La_{0.5}Sr_{0.5}CrO_3$ contains a dielectric relaxation process in the tangent loss and electric modulus. The $La_{0.5}Sr_{0.5}CrO_3$ involves the transition from high temperature thermal activated conduction process to low temperature one. The transition temperature corresponds well to the Curie point. The relaxation mechanism has been discussed in the frame of electric modulus spectra. The scaling behavior of the modulus suggests that the relaxation mechanism describes the same mechanism at various temperatures. The low temperature conduction and relaxation takes place in the ferromagnetic phase. The ferromagnetic state in $La_{0.5}Sr_{0.5}CrO_3$ indicates that the electron - magnon interaction occurs, and drives the carriers towards localization in tandem with the electron - lattice interaction even at temperature above the Curie temperature.
산소결핍(oxygen vacancy) 들이 존재하는 아나타시(anatase) 및 루타일(rutile) 구조의 $TiO_{2-{\delta}}$ 박막들에서 강자성 현상이 상온에서 관측되었다. 시료들에 대한 XPS 측정 결과 $Ti^{3+}$ 이온의 존재가 관측되었으며 산소결핍에 의한 전하 불균형을 상쇄시키기 위하여 생성되는 것으로 해석된다. $TiO_{2-{\delta}}$ 박막에서 나타나는 상온 강자성은 $Ti^{3+}$ 이온들이 가지는 $d^1$ 스핀들의 정렬에 의한 것으로 해석 되어진다. 이와 같은 강자성 스핀 정렬은 산소결핍 자리에 속박된 전자를 중심으로 형성되는 자기 폴라론(magneticpolaron)에 의하여 나타날 수 있다.
We have described primary studies on conductivity and molecular weight of polyaniline separately in the electric and magnetic fields when it is used in a field effect experimental configuration. We report further studies on doped in-situ deposited polyaniline. First we have chemically synthesized polyaniline by ammonium peroxodisulfate in acidic aques and organic solutions at different times. Then we measured mass and conductivity and obtained the best time of polymerizations. In continue, we repeated these reactions separately under different electric and magnetic fields in constant time and measured mass and conductivity. The polyaniline is characterized by gel permeation chromatography (GPC), UV-Visible spectroscopy and electrical conductivity. High molecular weight polyanilines are synthesized under electric field, $M_w$ = 520000-680000 g/mol, with $M_w/M_n$ = 2-2.5. The UV-Visible spectra of polyanilines oxidized by ammonium peroxodisulfate and protonated with dodecylbenzenesulfonic acid (PANi-DBSA), in N-methylpyrolidone (NMP), show a smeared polaron peak shifted into the visible. Electrical conductivity of polyanilines has been studied by four-probe method. The conductivity of the films of emeraldine protonated by DBSA cast from NMP are higher than 500 and 25 S/cm under 10 KV/m of potential) electric field and 0.1 T magnetic field, respectively. It shows an enhanced resistance to ageing too. By the next steps, we carried chemical polymerization at the best electric and magnetic fields at different times. Finally, resulted in finding the best time and amount of the fields. The longer polymerization time and the higher magnetic field can lead to degradation of polyaniline films and decrease conductivity and molecular mass.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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