Mössbauer 분광법에 의한 Al0.2CoFe1.8O4분말의 자기적 특성 연구

Abstract

Co-페라이트 CoF <TEX>$e_2$</TEX> <TEX>$O_4$</TEX>에서 Fe 이온의 소량을 Al 이온으로 치환시킨 시료인 <TEX>$A_{10.2}$</TEX> CoF <TEX>$e_{1.8}$</TEX> <TEX>$O_4$</TEX>을 sol-gel 방법으로 제조하여 열처리 온도에 따른 결정학적 및 자기적 특성의 변화를 밝히기 위하여 x-선 회절기, FE-SEM, Mossbauer 분광기, 진동자력계 등을 이용한 측정을 하였다. 결정 구조는 spinel임을 알 수 있었으며, 격자 상수 값은 열처리 온도가 증가함에 따라 837 K 때 8.425 <TEX>$\AA$</TEX>에서 1073 K 때 8.321 <TEX>$\AA$</TEX>으로 감소하였다. 입자크기는 열처리 온도가 증가함에 따라 673 K 때 약 39 nm에서 1073 K 때 약 108 nm로 크게 증가하였다. 873 K 이상에서 열처리한 시료의 Mossbauer spectrum은 상온에서 F <TEX>$e^{3+}$</TEX> 가 A와 B자리에 위치하여 나타나는 한 세트의 육중선이 중첩된 모양이었는데, 열처리 온도 증가에 따라 A자리의 초미세 자기장 값은 서서히 증가하였으나 B자리의 값은 빠르게 증가하였다. 이성질체 이동값과 사중극자 분열값은 거의 일정하였다. 포화자화는 473 K 때 0.7 emu/g 1073 K 때 72.1 emu/g로 선형적으로 급격히 증가하고, 보자력은 673 K 때 0.951 tOe에서 1073 K 때 0.374 tOe로 급격히 감소하였다. The <TEX>$Al_{0.2}$</TEX>CoF <TEX>$e_{1.8}$</TEX> <TEX>$O_4$</TEX>ferrite powders have been prepared by the sol-gel method. The crystallographic and magnetic properties of the sample depending on annealing temperature have been investigated by means of x-ray diffraction, FE SEM, Mossbauer spetroscopy and vibrating sample magnetometry. The x-ray diffractions of all samples annealing temperature above 873 K clearly indicate the presence of spinel structure, the lattice constant decrease from 8.425 <TEX>$\AA$</TEX> at 873 K to 8.321 <TEX>$\AA$</TEX> at 1073 K, whereas the particle size rapidly increase from about 39 nm at 673 K to about 108 nm at 1073 K. The Mossbauer spectra annealed above 873 K could be fitted as the superposition of two sextets due to F <TEX>$e^{3+}$</TEX> at A-site and B-site. The isomer shift (IS) and quadruple splitting (QS) values nearly constant with annealing temperature, whereas magnetic hyperfine field ( <TEX>$H_{hf}$</TEX>) of A-site slowly in crease and that of B-site fastly increases with increasing annealing temperature. The magnetic behaviour of powders shows that the saturation magnetization increase from 0.7 emu/g at 473 K to 72.1 emu/g at 1073 K while the coercivity decrease from 0.951 kOe at 673 K to 0.374 kOe at 1073 K with increasing annealing temperature.