Chalcogenide Fe0.9M0.1Cr2S4(M=Co, Ni, Zn)의 자기저항에 관한 Mössbauer 분광연구

Abstract

Chalcogenide <TEX>$Fe_{0.9}M_{0.1}Cr_2S_4$</TEX>(M=Co, Ni, Zn)에 대하여 X-선 회절법, 자기저항측정, Mossbauer 분광법을 이용하여 CMR특성과 자기적 성질을 연구하였다. 10 at%의 M 치환에서는 상온에서 입방정으로 정상 spinel 구조를 갖는 것으로 나타났다. 자기저항 실험결과 <TEX>$T_C$</TEX> 부근에서는 도체-반도체 전이의 특성을 보이며 최대자기저항 온도가 나타났다. M<TEX>$\ddot{o}$</TEX>ssbauer 분광 실험 결과에서 Fe에 대한 Ni 치환은 초교환 상호작용을 강화시키고 Jahn-Teller 효과에 의한 완화 현상의 심화를 보여준다. CMR 특성은 망간산화물의 <TEX>$Mn^{3+}$</TEX>와 <TEX>$Mn^{4+}$</TEX> 사이의 이중교환상호작용과 다르게 동적 Jahn-Teller 효과와 관계된 polaron에 기인한 도체-반도체 전이 의한 것으로 해석된다. The Jahn-Teller distortion of chalcogenide <TEX>$Fe_{0.9}M_{0.1}Cr_2S_4$</TEX> (M=Co, Ni, Zn) have been investigated by M<TEX>$\ddot{o}$</TEX>ssbauer spectroscopy. The crystal structures of <TEX>$Fe_{0.9}M_{0.1}Cr_2S_4$</TEX> (M=Co, Ni, Zn) are cubic spinel at room temperature. Magnetoresistance measurements indicate these system is conducting-semiconducting transistion around <TEX>$T_C$</TEX>. Below <TEX>$T_C$</TEX>, the asymmetric line broadening is observed and considered to be dynamic Jahn-Teller distortion. Isomer shift value of the samples at room temperature was about 0.5 mm/s, which means that charge state of Fe ions is ferrous in character. The Ni substitutions for Fe occur to increase the Jahn-Teller relaxation. CMR properties could be explained with magnetic polaron due to Jahn-Teller effect, which is different from both the double exchange interactions of manganite system and the triple exchange interactions of chalcogenide <TEX>$Cu_xFe_{1-x}Cr_2S_4$</TEX>.