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

한국자기학회지, Volume 23, Number 2, 30 Apr 2013, Pages 43-48
박재윤 * (인천대학교 신소재공학과), 이병섭 (ECR이온원/소형가속기 연구그룹)
Abstract

Chalcogenide Fe0.9M0.1Cr2S4 (M=Co, Ni, Zn)에 대하여 X-선 회절법, 자기저항측정, Mössbauer 분광법을 이용하여 CMR특성과 자기적 성질을 연구하였다. 10 at%의 M 치환에서는 상온에서 입방정으로 정상 spinel 구조를 갖는 것으로 나타났다. 자기저항 실험결과 TC 부근에서는 도체-반도체 전이의 특성을 보이며 최대자기저항 온도가 나타났다. Mössbauer 분광 실험 결과에서 Fe에 대한 Ni 치환은 초교환 상호작용을 강화시키고 Jahn-Teller 효과에 의한 완화 현상의 심화를 보여준다. CMR 특성은 망간산화물
의 Mn3+와 Mn4+ 사이의 이중교환상호작용과 다르게 동적 Jahn-Teller 효과와 관계된 polaron에 기인한 도체-반도체 전이 의한 것으로 해석된다.

The Jahn-Teller distortion of chalcogenide Fe0.9M0.1Cr2S4(M=Co, Ni, Zn) have been investigated by Mössbauer spectroscopy. The crystal structures of Fe0.9M0.1Cr2S4(M=Co, Ni, Zn) are cubic spinel at room temperature. Magnetoresistance measurements indicate these system is conducting-semiconducting transistion around TC. Below TC, 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 CuxFe1 − xCr2S4.

 

Keywords: Mössbauer; CMR; chalcogenide; polaron; Jahn-Teller 효과; spinel 구조
DOI: http://dx.doi.org/10.4283/JKMS.2013.23.2.043