묽은 자성반도체 Ti0.9957Fe0.01O2의 뫼스바우어 분광학적 연구 (Mössbauer Study of Ti0.9957Fe0.01O2)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 58권 / 2호 / 273 ~ 276페이지
· 저자명 : 박경석, 조영걸, 김동호, 김응찬

초록

동위원소 57Fe 를 첨가하여 제조한 Ti0.9957Fe0.01O2 묽은 자성반도체를 뫼스바우어 분광법, X-선 회절과 진동시료형자력계 (VSM)을 사용하여 특성을 연구하였다. 4 에서 300 K 온도 구간에서 측정한
Ti0.99 57Fe0.01O2의 뫼스바우어 분광 스펙트럼은 전 온도 구간에서 강자성과 상자성상이 공존하여 나타났다. 강자성상의 핵이성체 이동값은 0.93 mm/s 로 Fe2+ 상태를 나타내었고, 상자성상의 핵이성체 이동값은 0.41 mm/s 로 Fe3+ 나타냈다. Ti0.99 57Fe0.01O2 의 초미세자기장 값은 α-Fe의 초미세자기장값 보다 1.48배 크게 나타났는데 이러한 강자성 특성은 주목할 만하다. Ti0.9957Fe0.01O2 의
X-선 회절 실험 결과는 정방정계 구조(tetragonal)의 순수한 rutile 상을 나타내었고, Fe 가 덩어리로 존재하는 흔적은 찾을 수 없었다. 실험실 온도에서 측정한 자기이력곡선 측정을 통해서 1 Tesla 의 자기장 하에서 Fe 원자당 자기 능률은 0.71μB 라는 것을 알 수 있었는데, 이 값은 Fe 이온들이 낮은 스핀 (low spin) 상태에 있음을 나타내었다.

영어초록

The rutile polycrystal Ti0.9957Fe0.01O2 prepared with 57Fe-enriched iron has been studied by using Mössbauer spectroscopy, X-ray diffraction, and vibrating sample magnetometry.
The Mössbauer spectrum of Ti0.9957Fe0.01O2 consists of a ferromagnetic phase and a paramagnetic one over a temperature range from 4 to 300 K. Isomer shifts indicate Fe2+
for the ferromagnetic phase, but Fe3+ for the paramagnetic
phase, of the Ti0.9957Fe0.01O2 sample. The
hyperfine field of the ferromagnetic phase is noted to be about 1.48
times as large as that of α-Fe. The XRD data for
Ti0.9957Fe0.01O2 showed a pure rutile phase with tetragonal structures without any segregation of Fe into particulates within the instrument's resolution limit. The magnetic
hysteresis (M-H) curve at room temperature showed an obvious
ferromagnetic behavior, and the magnetic moment per Fe atom under an
applied field of 1 T was estimated to be about 0.71 μ_B,
suggesting a low spin configuration of Fe ions.

참고자료

· 없음