Y3Fe5 xMxO12 (M=Al, Cr, x = 0.25, 0.75)의 뫼스바우어분광학을 이용한 양이온 분포 연구
Study of the Cation Distribution of Y3Fe5xMxO12 (M=Al and Cr, x=0.25 and 0.75) Using Mössbauer Spectroscopy
엄영랑(한국원자력연구원); 선광민(한국원자력연구원); 김철성(국민대학교)
30권 3호, 75~79쪽
초록
Al3+와 Cr3+ 이온이 치환된 가네트 Y3Fe5xMxO12(M=Al과 Cr, x=0.5, 1.0)는 sol-gel 법으로 제조죄었다. Y3Fe5xMxO12의Mössbauer 스펙트럼은 12~700 K의 다양한 온도에서 측정되었다. 측정 온도가 Néel 온도에 이르면 뫼스바우어 스펙트럼의 선폭이 넓어지는 것을 확인할 수 있다. Al 이온들은 사면체를 점유하는 것을 선호한다. 이 경우, 팔면체를 점유하고있는 Fe3+ 이온은 Fe3+와 Al3+ 이온이 확률적으로 분포할 수 있는 6개의 사면체 부격자와 이웃하게 된다. 이경우 팔면체는 사면체의 7가지 경우의 상호작용이 가능하다. Fe 이온에 의해 점유된 n개의 가장 가깝게 이웃할 수있는 Fe3+ 이온이분포할 확률은 P(n,y) = 6Cnyn(1y)6n이 되며 여기서 y는 사면체(Td) 부격자의 철의 분포로 볼 수 있다. 반대로, Cr 이온은 팔면체를 점유하는 것을 선호한다. 그래서 이웃하는 사면체 부격자는 5종류의 이온분포를 보일 수 있다. 팔면체 내의Fe3+와 Cr3+의 분포는 4Cn이다.
Abstract
Al3+ and Cr3+-substituted garnet Y3Fe5xMxO12 (M=Al and Cr, x = 0.5 and 1.0) was prepared using a sol-gel method. Mössbauer spectra of Y3Fe5xMxO12 were taken at various absorber temperatures ranging from 12 to 700 K. As the temperature increased up to Néel temperature, a line broadening of the Mössbauer spectra was observed. Al ions prefer to occupy tetrahedral-sites. The octahedral occupied Fe3+ ions are linked to six tetrahedral sites containing a statistical distribution of Fe3+ and Al3+ ions. In this way, seven nonequivalent octahedral sites are expected. The probability for a Fe3+ ion with n nearest-neighbor sites occupied by Fe ions becomes P(n,y) = 6Cnyn(1y)6n, where y is the iron concentration in tetrahedral (Td) site. On the contrary, Cr ions prefer to occupy octahedral-sites. So, five nonequivalent tetrahedral sites are expected. It results from the distribution (4Cn) of Fe3+ and Cr3+ at octahedral site.
- 발행기관:
- 한국자기학회
- 분류:
- 물리학