• 제목/요약/키워드: paramagnetic ions

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물의 양성자완화에 의한 기생 강자성 ${\alpha}-Fe_{2}O_{3}$의 자기능률 결정 (Determination of the Magnetic Moment of ${\alpha}-Fe_{2}O_{3}$ of the Parasitic Ferromagnetism by the Proton Relaxation in Water)

  • Yong-Jin Kim;Jung-Gi Kim
    • 한국자기학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.282-284
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    • 1994
  • 물의 양성자완화에 의하여 기생 강자성 ${\alpha}-Fe_{2}O_{3}$의 유효 자기능률 결정을 위한 이론식을 유도하였다. 그 이론식을 유도함에 있어서 그 결정입자의 대응전자스핀과 물분자의 양성자 스핀사이의 거리가 상대적 거리보다 오히려 동경벡터로 고려되어야 한다는 사실을 제외하고서 자유 상자성 이론들을 함유함고 있는 수용액에 적용된 수학적 과정과 정확히 동일하다는 것을 알았다. 또한 유도된 이론식에 의하여 계산된 결정입자의 유효자기능률이 Hiral에 의하여 결정된 실험치 잘 일치함을 알았다.

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Electron Magnetic Resonance of Eu2+ in SrCl2:Eu Single Crystal

  • Lee, Soo Hyung;Yeom, Tae Ho;Kim, Sung-Hwan
    • Journal of Magnetics
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    • 제17권4호
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    • pp.251-254
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    • 2012
  • The electron paramagnetic resonance (EPR) of the $Eu^{2+}$ ion in $SrCl_2$:Eu single crystal has been investigated using an X-band spectrometer. The angular dependence of magnetic resonance positions for the $Eu^{2+}$ impurity ion in the crystallographic aa-plane is analyzed with effective spin-Hamiltonian. The EPR spectra of the isolated $Eu^{2+}$ center merged to each other. The hyperfine splitting of the isolated $Eu^{2+}$ center due to the $^{151}Eu$ nucleus is approximately 35 G. Three kinds of $Eu^{2+}$ centers except the isolated $Eu^{2+}$ center, $Eu^{2+}$ pairs, $Eu^{2+}$ triples, and other $Eu^{2+}$ clusters, are split from the fitting of the integrated experimental spectrum with the Gaussian curve. The calculated spectroscopic splitting parameters of the $Eu^{2+}$ pairs, $Eu^{2+}$ triples, and other $Eu^{2+}$ clusters in $SrCl_2$:Eu crystal are $g_1$ = 2.06, $g_2$ = 1.94, and $g_3$ = 1.93, respectively.

Magnetic Properties of Sn1-xFexO2 Thin Films and Powders Grown by Chemical Solution Method

  • Li, Yong-Hui;Shim, In-Bo;Kim, Chul-Sung
    • Journal of Magnetics
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    • 제14권4호
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    • pp.161-164
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    • 2009
  • Iron-doped $Sn_{1-x}Fe_xO_2$ (x = 0.0, 0.05, 0.1, 0.2, 0.33) thin films on Si(100) substrates and powders were prepared by a chemical solution process. The x-ray diffraction (XRD) patterns of the $Sn_{1-x}Fe_xO_2$ thin films and powders showed a polycrystalline rutile tetragonal structure. Thermo gravimetric (TG) - differential thermal analysis (DTA) showed the final weight loss above $430{^{\circ}C}$ for all powder samples. According to XRD Rietveld refinement of the powders, the lattice parameters and unit cell volume decreased with increasing Fe content. The magnetic properties were characterized using a vibrating sample magnetometer (VSM) and M$\ddot{o}$ssbauer spectroscopy. The thin film samples with x = 0.1 and 0.2 showed paramagnetic properties but thin films with x = 0.33 exhibited ferromagnetic properties at room temperature. Mossbauer studies revealed the $Fe^{3+}$ valence state in the samples. The ferromagnetism in the samples can be interpreted in terms of the direct ferromagnetic coupling of ferric ions via an electron trapped in a bridging oxygen deficiency, which can be explained using the F-center exchange model.

Structural Characterization of the (TEX)$Sr_2Co_0.5Nb(Ta)_0.5O_4$(/TEX) and (TEX)$Sr_3CoNb(Ta)O_7$(/TEX)

  • 조한상;;류광현;유철현
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제21권7호
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    • pp.679-684
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    • 2000
  • The Sr2Co0.5Nb(Ta)0.5O4 and Sr3CoNb(Ta)O7 compounds, both with Ruddlesden-Popper structures, have been synthesized by the ceramic method at $1150^{\circ}C$ under atmospheric pressure. The crystallographic structure of the compounds was assigned to the tetr agonal system with space group 14/mmm by X-ray diffraction(XRD) Rietveld refinement. The reduced lattice volume and lattice parameters increased as the Ta with 5d substitutes for the Nb with 4d in the compounds. The Co/Nb(Ta)O bond length has been determined by X-ray absorption spectroscopic(EXAFS/XANES) analysis and the XRD refinement. The CoO6,octahedra were tetragonally distorted by elongation of Co-O bond along the c-axis. The magnetic measurement shows the compounds Sr2Co0.5Nb(Ta)0.5O4 and Sr3CoNb(Ta)O7 have paramagnetic properties and the Co ions with intermediate spin sates between high and low spins in D4h symmetry. All the compounds showed semiconducting behavior whose electrical conductivity increased with temperature up to 1000 K. The electrical conductiviy increased and the activation energy for the conduction decreased as the number of perovskite layers increased in the compounds with chemical formula An+1BnO3n+1.

Structural and Magnetic Properties of Co-Mn Ferrite Prepared by a Sol-gel Method

  • Kim, Woo Chul;Yi, Young Suk;Kim, Chul Sung
    • Journal of Magnetics
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    • 제5권4호
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    • pp.111-115
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    • 2000
  • Ultrafine $Co_{0.9}Mn_{0.1}Fe_2O_4$ powders have been fabricated by a sol-gel method. Structural and magnetic properties of the powders were investigated by x-ray diffractometry, transmission electron microscopy (TEM), Mossbauer spectroscopy, and vibrating sample magnetometry (VSM). Co-Mn ferrite powders that were fired at and above 773 K contained only a single spinel phase and behaved ferrimagnetically. Powders fired at 673 and 723 K had a spinel structure and were mixed paramagnetic and ferrimagnetic in nature. The magnetic behavior of Co-Mn ferrite powders fired at and above 873 K showed that an increase of the firing temperature yielded a decrease in the coercivity and an increase in the saturation magnetization. The maximum saturation magnetization and coercivity of Co-Mn ferrite powders were 66.7 emu/g and 1523 Oe, respectively, Mossbauer spectra of the powder fired at 923 K were taken at various temperatures ranging from 13 to 850 K. The iron ions.at both A (tetrahedral) and B (octahedral) sites were found to be in ferric high-spin states. The Nel temperature $T_N$ was found to be 850 $\pm$ 2 K. Debye temperatures far A and B sites were found to be $\Theta_A = 757 \pm$5K and $Theta_B = 282 \pm$5 K, respectively.

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$Sr_{1+x}Ho_{1-x}FeO_{4-y}$계의 비화학량론적 조성과 그 물성에 관한 연구 (Study of Nonstoichiometric Composition and Physical Properties of $Sr_{1+x}Ho_{1-x}FeO_{4-y}$ System)

  • 유광선;유광현;노권선;여철현
    • 대한화학회지
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    • 제37권11호
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    • pp.923-928
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    • 1993
  • $K_2NiF_4$형 구조를 갖는 $Sr_{1+x}Ho_{1-x}FeO_{4-y}$ (x = 0.00, 0.25, 0.50, 0.75 및 1.00) 고용체계를 대기압과 1550$^{\circ}$C에서 제조하였다. 이 시료들의 X-선 회절도는 전 x 영역에서 모든 시료와 결정학적 상이 정방정계임을 나타내고 있다. 격자부피는 $Sr^{2+}$ 이온이 치환되는 양이 증가함에 따라 계속적으로 증가한다. 전체 철이온에 대한$ Fe^{4+}$ 이온의 몰비인${\tau}$값은 시료의 Mohr 염 적정으로 결정하였으며 x값과 ${\tau}$값으로부터 산소비화학량인 y값을 계산하였다. ${\tau}$값과 y값은 x값의 증가에 따라서 증가함을 알 수 있었다. x값, ${\tau}$값 y값을 일반식 $Sr_{1+x}Ho_{1-x}Fe^3_{1-}\;^+_{\tau}Fe_{\tau}^{4+}O_{4-y}$에 대입하여 비화학량론적 화학식을 결정하였다. Mossbauer 스펙트라는 $Fe^{3+}$ 이온과 $Fe^{4+}$ 이온의 혼합원자가 상태와 배위상태를 나타낸다. 각 시료들의 자기적 성질은 상온에서 상자성임을 알 수 있다. 전기전도도는 1.0 ~ 1 ${\times}\;10^{-9}{\Omega}^{-1}cm^{-1}$의 범위의 반도체 영역에서 변한다. 전기전도도의 활성화 에너지는${\tau}$값이 증가함에 따라 감소함을 알 수 있다. 전도성 메카니즘은 $Fe^{3+}$$Fe^{4+}$ 이온간에 전도성 전자의 건너뜀 모델로 설명되어야 한다.

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Nd2XCd2-3XSiO4 (0.01≤X≤0.21) 고용체의 합성과 구조 규명 (Synthesis, Structure and Characterization of Nd2XCd2-3XSiO4 (0.01≤X≤0.21) Solid-Solutions)

  • Ramesh, S.;Das, B.B.
    • 대한화학회지
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    • 제55권3호
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    • pp.502-508
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    • 2011
  • [ $Nd_{2x}Cd_{2-3x}SiO_4$ ]($0.01{\leq}x{\leq}0.21$) [S1-S3: x=0.01, 0.11 and 0.21] 고용체를 졸-겔 방법을 통해 합성하였다. X선 분말회절(XRD) 측정은 $P2_1$/m 공간군의 단사정계를 보여준다. 평균 결정 크기는 20-45 nm이다. 주사전자현미경(SEM)으로 살펴본 모양은 구형의 특성을 보인다. 에너지 분산 X 선 분광기(EDS) 결과로부터 모든 구성 원소의 존재를 확인하였다. ~750 nm에서의 흡수 밴드는 $Nd^{3+}$ 이온의 $^4I_{9/2}{\rightarrow}^4F_{7/2}+^4S_{3/2}$ 전이에 기인한다. 10, 40, 77, 300 K에서 S1-S3의 전자 상자성 공명 (EPR) 선모양은 $Nd^{3+}$ 이온의 빠른 스핀 격자 이완에 기인하는 폭이 넓은 구분되지 않은 등방성의 선모양을 보여준다.

Sol-Gel Synthesis, Crystal Structure, Magnetic and Optical Properties in ZnCo2O3 Oxide

  • Das, Bidhu Bhusan;Barman, Bittesh
    • 대한화학회지
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    • 제63권6호
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    • pp.453-458
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    • 2019
  • Synthesis of ZnCo2O3 oxide is performed by sol-gel method via nitrate-citrate route. Powder X-ray diffraction (XRD) study shows monoclinic unit cell having lattice parameters: a = 5.721(1) Å, b = 8.073(2) Å, c = 5.670(1) Å, β = 93.221(8)°, space group P2/m and Z = 4. Average crystallite sizes determined by Scherrer equation are the range ~14-32 nm, whereas SEM micrographs show nano-micro meter size particles formed in ZnCo2O3. Endothermic peak at ~798 K in the Differential scanning calorimetric (DSC) trace without weight loss could be due to structural transformation and the endothermic peak ~1143 K with weight loss is due to reversible loss of O2 in air atmosphere. Energy Dispersive X-ray (EDX) analysis profile shows the presence of elements Zn, Co and O which indicates the purity of the sample. Magnetic measurements in the range of +12 kOe to -12 kOe at 10 K, 77 K, 120 K and at 300 K by PPMS-II Physical Property Measurement System (PPMS) shows hysteresis loops having very low values of the coercivity and retentivity which indicates the weakly ferromagnetic nature of the oxide. Observed X-band EPR isotropic lineshapes at 300 K and 77 K show positive g-shift at giso ~2.230 and giso ~2.217, respectively which is in agreement with the presence of paramagnetic site Co2+(3d7) in the oxide. DC conductivity value of 2.875 ×10-8 S/cm indicates very weakly semiconducting nature of ZnCo2O3 at 300 K. DRS absorption bands ~357 nm, ~572 nm, ~619 nm and ~654 nm are due to the d-d transitions 4T1g(4F)→2Eg(2G), 4T1g(4F)→4T1g(4P), 4T1g(4F)→4A2g(4F), 4T1g(4F)→4T2g(4F), respectively in octahedral ligand field around Co2+ ions. Direct band gap energy, Eg~ 1.5 eV in the oxide is obtained by extrapolating the linear part of the Tauc plot to the energy axis indicates fairly strong semiconducting nature of ZnCo2O3.

EPR 측정에 의한 CaMgSi2O6:Eu2+ 형광체의 열적 안정성 연구 (Thermal Stability of CaMgSi2O6:Eu2+ Phosphor by EPR Measurement)

  • 허경찬;김용일;유권상;문병기
    • 한국자기학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.246-249
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    • 2005
  • 플라즈마 디스플레이(Plasma Display Panel: PDP)용 청색 형광체인 $CaMgSi_{2}O_6:Eu^{2+}(CMS:Eu^{2+})$를 고상반응(sold-state reaction)법으로 합성하였다. 합성한 재료를 실온에서부터 $1,100^{\circ}C$까지 열처리하여 photoluminescence(PL)와 EPR 측정으로 열적 안정성을 연구하였다. $CMS:Eu^{2+}$ 형광체를 대기 분위기 하에서 상온에서부터 $700^{\circ}C$까지 열처리하였을 때 PL의 변화는 없었으나, $700^{\circ}C$ 이상의 온도에서 열처리 하였을 때는 PL의 감소를 나타내었다. $700^{\circ}C$까지 PL의 안정된 거동을 보이는 것은 구조적으로 안정된 12 면체를 하고 있는 $Ca^{2+}$ 이온의 일부를 $Eu^{2+}$ 이온이 점유하고 있어 $Eu^{2+}$의 원자가 변화에 영향을 미치지 못했으나, $700^{\circ}C$이상의 PL의 감소는 $Eu^{2+}$에서 $Eu^{3+}$의 산화에 의한 것이라는 것을 EPR 흡수세기의 변화로부터 알 수 있었다.

이성분계 금속합금($MoRu_3$, $MoRh_3$)의 합성 및 구조분석 (Synthesis and Structural Analysis of Binary Alloy ($MoRu_3$, $MoRh_3$))

  • 박용준;이종규;김종구;김정석;지광용
    • 분석과학
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    • 제11권3호
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    • pp.189-193
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    • 1998
  • 조사후 핵연료의 용해실험 다음에 잔류된 불용성 잔유물을 구성하는 Mo, Ru, Rh 등의 원소로 이루어진 이성분계 합금인 $MoRu_3$$MoRh_3$을 아르곤 아아크로를 이용하여 $1700^{\circ}C$ 이상의 고온에서 합성하였다. 이들 합금의 정확한 구조와 결정격자상수는 ICDD(International Centre for Diffraction Data)에서 제작되는 분말회절수집철(JCPDS files) 등에 수록된 바가 없다. X선 회절분석결과 이들 두 합금은 육방밀집구조와 $P6_3/mmc$의 공간군을 갖는 $WRh_3$의 구조와 매우 유사한 것으로 나타났다. 이 화합물들의 격자상수, a와 c는 최소자승법을 이용하여 구하였다. 또한 XPS로 분석을 통하여 이들의 표면을 조사한 결과 금속 표면이 실온에서 공기와 접촉하였을 때 여러 구성성분 중에서 Mo(0)가 Mo(6+)로 산화되는 것을 확인하였는데, 아르곤이온으로 표면을 15분 정도 sputtering 하여 Mo(6+)층을 제거할 수 있었다. 합금의 구성성분 중, Mo, Ru, Rh 원소에서 내부 전자들의 결합에너지에는 커다란 변화가 없는 것으로 나타났다. 이들 화합물들의 자화율을 측정해 본 결과 2~300 K 범위에서 전형적인 Pauli-paramagnetic 행동을 보여주었다.

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