페라이트 박막 M0.2Fe2.8O4(M=Mn, Ni, Cu)의 Mössbauer 분광학적 연구
CEMS Study of Ferrite Films M0.2Fe2.8O4 (M =Mn, Ni, Cu)
박재윤(인천대학교); 김광주(건국대학교)
24권 2호, 46~50쪽
초록
Sol-gel법을 이용하여 Fe3O4과 M0.2Fe2.8O4(M =Mn, Ni, Cu) 박막 시료을 만들어 M 치환에 따른 Fe3O4의 결정구조적 특성 및양이온 분포를 X-ray diffraction(XRD)과 conversion electron Mössbauer(CEMS) 분광법을 이용하여 조사하였다. CEMS 분광법을 이용하여 Fe 이온의 전하상태와 거동과 초미세 자기적 특성을 분석하였다. M0.2Fe2.8O4(M =Mn, Ni, Cu) 시료들은 Fe3O4에서와 같이 입방정 스피넬 구조를 나타내었으며, Ni 이온 치환된 시료에서는 격자상수 값이 Fe3O4에서의 값과 비교하여 감소하였고,Mn 및 Cu 이온 치환된 시료에서는 증가하였다. CEMS 분석 결과 Mn2+ 및 Ni2+ 이온들은 주로 팔면체 자리를 치환하는 것으로나타났으며, Cu2+ 이온들은 팔면체, 사면체 자리를 모두 치환하는 것으로 나타났다. 부스펙트럼들의 세기비 AB/AA는 계산값과 측정값에 다소 차이가 있었으며, 이것은 M 치환이 A와 B자리의 Debye 온도에 영향을 주는 것으로 해석된다. B-자리 부스펙트럼의 비교적 큰 선폭값은 M 이온 치환에 기인한 B-자리의 M 이온분포가 초미세자기장에 미치는 분포효과로 나타났다.
Abstract
The crystallographic properties and cationic distribution of M0.2Fe2.8O4 (M =Mn, Ni, Cu) and Fe3O4 thin films prepared by sol-gelmethod have been investigated by X-ray diffraction (XRD) and conversion electron Mössbauer spectroscopy (CEMS). The ionicvalence, preferred site, and hyperfine field of Fe ions of the ferrites could be obtained by analyzing the CEMS spectra. The M0.2Fe2.8O4films were found to maintain cubic spinel structure as in Fe3O4 with the lattice constant slightly decreased for Ni substitution andincreased for Mn and Cu substitution from that of Fe3O4. Analyses on the CEMS data indicate that Mn2+ and Ni2+ ions substituteoctahedral Fe2+ sites mostly, while Cu2+ ions substitute both the octahedral and tetrahedral sites. The observed intensity ratio AB/AA ofthe CEMS subspectra of the samples exhibited difference from the theoretical value. It is interpreted as due to the effect of the Msubstitution for A and B on the Debye temperature of the site. The relative line-broadening of the B-site CEMS subspectra can beexplained by the dispersion of magnetic hyperfine fields due to random distribution of M cations in the B sites.
- 발행기관:
- 한국자기학회
- 분류:
- 물리학