• 한국자기학회지
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• 제14권5호
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• pp.169-173
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• 2004

$\alpha$-F $e_2$ $O_3$, 나노 입자를 균일한 크기로 제조하여 Morin 전이 온도( $T_{M}$)를 전 후로 스핀의 변화에 관하여 연구하였다. X-선 회절 분석과 입도분포 측정을 통하여 입자는 80nm정도의 매우 군일한 크기 분포를 하고 있음을 확인하였다. Mossbauer 분광기를 통하여 4.2K에서부터 실내온도까지 여러 온도 범위에 걸쳐 측정한 결과 입자의 크기에 따라 $T_{M}$온도가 변화되었고 스핀의 상태 역시 달라졌다. $T_{M}$은 $b_{ulk}$상태에서 265 K의 값을 가지고 있으나 입자의 크기가 작아질수록 낮아지고, 임계 크기 이하에서는 전이가 전혀 일어나지 않는다. 80nm크기의 입자에서, 스핀의 방향은 $T_{M}$ 이상의 온도에서는 정상적으로 hexagonal구조의 c축에 90$^{\circ}$ 이루고 있으나 $T_{M}$ 이하의 온도에서는 c 축에 나란하지 않고 일정한 각(28$^{\circ}$～29$^{\circ}$)을 유지하는데, 이 방향은 rhombohedral구조의 [110]에 해당하는 것으로 지금까지 알려진 0$^{\circ}$와 90$^{\circ}$사이의 스핀 전이와는 다른 모습을 보여주고 있다.

• Journal of Magnetics
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• 제15권1호
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• pp.21-24
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• 2010

A new synthetic method for the formation of uniform $\alpha-Fe_2O_3$ nanoparticles was reported and their magnetic properties were investigated. The sonochemical synthesis and the subsequent take-off technique resulted in spherical shaped $\alpha-Fe_2O_3$ nanoparticles with an average diameter of 60 nm. The temperature- and applied magnetic field-dependent magnetization of the $\alpha-Fe_2O_3$ nanoparticles was explained by the sum of two contributions, i.e., the Morin transition and superparamagnetism, because the critical size for superparamagnetism was within the size variation of the nanoparticles.

• 한국자기학회지
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• 제11권1호
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• pp.21-25
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• 2001

Si 기판 위에 $\alpha$-Fe$_2$O$_3$ 박막을 pulsed laser deposition system으로 제조하여 결정학적 및 자기적 성질을 X선 회절 및 Mossbauer 분광법을 사용하여 연구하였다. 박막의 제조조건은 laser의 출력 5.128 W/$cm^2$, 산소의 압력 0.1 torr, 기판의 온도 30$0^{\circ}C$에서 가장 이상적이었으며 이를 공기 중 80$0^{\circ}C$에서 1일간 열처리하였다. 입자는 크기는 길이 200~300nm, 폭 70-150 nm정도의 타원체로 기판에 비스듬히 누운 형태를 취하고 있으며 결정은 육방정계 형태의 corundum 구조로서 결정상수는 a = 5.03 0.05 $\AA$, c = 13.73$\pm$0.05 $\AA$로 측정되었다. 원자의 스핀 방향은 감마선 방향(기판에 수직 방향)에 대하여 평균적으로 Morin 변환 이하에서는 38$^{\circ}$, 그 이상에서는 48$^{\circ}$의 각을 이루며 특정한 방향을 선호하고있는 것으로 나타났다. Morin 변환은 200 K에서 실온가지 넓은 온도 범위에서 일어나며, c-축에 대한 원자의 스핀 방향은 48$^{\circ}$에서 80$^{\circ}$정도의 변화만이 관측되었다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2011년도 자성 및 자성재료 국제학술대회
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• pp.13-13
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• 2011

• 한국광물학회지
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• 제26권1호
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• pp.19-25
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• 2013

지난 10여 년간 미항공우주국 주도로 진행된 화성탐사 연구는 화성 암권의 주요 자성광물임을 적철석으로 판명하였다. 금번 연구에서는 적철석의 열잔류자화와 저온 실온포화잔류자를 이용하여 화성 암권에 존재하는 적철석의 자화안정도 검증을 시도하였다. 적철석의 실온포화잔류자화는 모린변환온도인 260 K를 기점으로 급격히 감소한다. 10 K까지 냉각시킨 적철석 시료를 가열하면 260~265 K에서 자화회복이 발생하며, 잔류자화기억도는 37%이다. 실제 화성지표의 일교차는 모린변환온도를 포함하므로, 화성 지표에서 적철석을 함유하는 암체의 자화는 모린변환에 의한 자화안정도가 고려되어야 한다. 지표용암의 고결과 동시에 생성되는 열잔류자화의 강도는 50 ${\mu}m$ 이하 크기에서 적철석 입자반경에 비례하며 증가한다. 화성의 온도구배가 관측된 적은 없지만, 지구의 온도구배를 기준으로 유추하면 대략 1.5 km 이하의 화성 암권은 모린변환온도와 무관하게 적철석의 자화보유가 상시 가능하다. 따라서 행성의 진화가 멈춰진 대략 40억 년 이전에 존재하던 내부기원의 화성자기장 기록이 화성의 암권에 현재까지 보전되어 화성 암권의 자기이상을 유지해온 것으로 해석된다.

• 한국자기학회지
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• 제1권1호
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• pp.1-5
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• 1991

다결정${(Fe_{2}O_{3})}_{1-x-y}{(In_{2}O_{3})}_{x}{(Eu_{2}O_{3})}_{y}$(x=0.01, y=0.02과 x=0.02, y=0.03)의 자기적 성질을 X선 회절, $M\"{o}ssbauer$ 효과 방법과 자기이력 측정에 의해서 연구하였다. X선 회절결과는 이들 시료의 결정구조는 $\alpha-Fe_{2}O_{3}$와 같음을 보인다. 사중극자 분열과 평균 반폭치 분석으로부터 x=0.01과 y=0.02인 시료는 Morin 전이를 보이며, x=0.02와 y=0.03시료에서 반 강자성 벡타와 결정축[111]사이의 각은 온도의 증가에 따라 약 $35^{\circ}$로부터 (111) 평면에 놓이기 까지 변한다. 초미세 자기장의 온도 의존성은 스핀파 이론을 써서 분석하였다. 상온에서의 이성질체 이동값은 약 0.35mm/s로 이는 시료내의 철의 이온값은 $3^{+}$임을 의미하는 것이다. 이성질체 이동의 온도의존성은 Delbye모형을 써서 분석하였다.

• 한국광물학회지
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• 제24권3호
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• pp.189-194
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• 2011

화성의 암권 진화 연구에서 최근 각광받는 광물은 적철석으로 대표되는 3가철 산화물이다. 물리적 방법의 하나인 잔류자화기억도 실험은 비파괴적이고 지구 기원이 아닌 고체 시료의 자화특성 규명에 유용하게 사용된다. 금번 연구에서는 알루미늄 농도를 조절하며 열수반응과 탈수반응을 통해 총 8개 성분의 3 가철 산화물을 합성하였다. 이들 시료에 대해 잔류자화기억도와 자화상실온도($T_N$)를 측정하였다. 3가철 산화물의 격자상수는 알루미늄의 3가철 함량이 증가하며 감소한다. 3 가철 산화물의 자화상실 온도 역시 알루미늄의 몰농도가 증가하며 감소한다. 알루미늄이 거의 첨가되지 않은 적철석의 $T_N$은 광물의 합성방법과 무관하게 대략 $690^{\circ}C$로 수렴한다. 탈수반응으로 합성된 3가철 산화물의 잔류자화기억도는 알루미늄의 함량에 거의 무관하게 매우 높지만, 열수반응으로 합성된 3가철 산화물의 잔류자화기억도는 알루미늄 함량이 증가하며 동반 상승한다. 상대적으로 쉽고 측정이 간단하며 비파괴적인 잔류자화기억도를 이용하면 추후 암석 내 3가철 산화물 입자의 성인 유추가 가능하며, 특히 화성의 암권 진화 규명에도 일조하리라 예상된다.