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핵자기공명을 이용한 $MnF_3$와 $Ba_{0.3}Sr_{1.7}Co_2(Fe_{0.96}Al_{0.04})_{12}O_{22}$의 자기적 성질에 대한 연구 = Magnetic properties of $MnF_3$ and $Ba_{0.3}Sr_{1.7}Co_2(Fe_{0.96}Al_{0.04})_{12}O_{22}$ investigated by NMR
서명 / 저자 핵자기공명을 이용한 $MnF_3$와 $Ba_{0.3}Sr_{1.7}Co_2(Fe_{0.96}Al_{0.04})_{12}O_{22}$의 자기적 성질에 대한 연구 = Magnetic properties of $MnF_3$ and $Ba_{0.3}Sr_{1.7}Co_2(Fe_{0.96}Al_{0.04})_{12}O_{22}$ investigated by NMR / 최백순.
저자명 최백순 ; Choi, Baeksoon
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2018].
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초록정보

The $Mn^{3+}$ NMR spectra and M(H) curve were obtained to study the spin-ordered state in $MnF_3$ at low temperatures. The spectra provide no evidence that there are mixed different two spin states proposed in the $2 \gamma$ state model phenomenologically explaining the negative thermal expansion. From the temperature dependence of the resonance frequency, the temperature dependence of magnetization of the sub-lattice was obtained. This curve fits well to the initial temperature dependence of the magnetization expected for antiferromagnet with magnetic anisotropy, $T^{3/2}e^{-E_G/k_BT}$, with an energy gap $E_G$ of about 30 K. From the comparison of the M(H) curve and the vector model, the relation between the anisotropy constant, $K_a$, and the nearest exchange coupling constant, $J_1$, was found to be $1.8J_1 + K_a = 9.8$ in the Kelvin unit. The $Fe^{3+}$ and $Co^{2+}$ NMR spectra for $Ba_{0.3}Sr_{1.7}Co_2(Fe_{0.96}Al_{0.04})_{12}O_{22}$ and $Ba_{0.3}Sr_{1.7}Co_2Fe_{12}O_{22}$ were obtained in zero magnetic field at low temperature. We observed the change of the enhancement of the NMR signal amplitude depending on the setting field. The magnetic structure transition from an alternating longitudinal cone to a transverse cone occurred at the setting field of about 250 mT. We found that the spins of $Co^{2+}$ ions together with those of $Fe^{3+}$ ions constitute the overall magnetic structure and the $Al^{3+}$ substitution weakens the magnetic anisotropy within the easy plane. From a comparison of the enhancement factors of the $Fe^{3+}$ NMR signals when the RF pulse was applied along the a-axis and the c-axis, we found that the magnetic easy plane anisotropy is approximately 16 times greater than the anisotropy within the easy plane. No changes of the NMR spectra were observed under an electric field up to 1.2 MV/m.

낮은 온도에서 $MnF_3$의 정렬된 스핀 상태를 연구하기 위해 $Mn^{3+}$ 핵 자기 공명 스펙트럼과 자기 곡선을 얻었다. 스펙트럼들로부터 음의 열적 팽창을 현상학적으로 설명한 $2 \gamma$ 상태 모델에서 제안한 다른 두 스핀 상태의 공존에 대한 증거를 찾지 못했다. 공명 진동수의 온도 의존성으로부터 얻은 자화의 온도 의존성은 약 30 K의 에너지 갭을 갖는 자기 비등방성을 고려한 반강자성체의 부격자의 자화의 온도 의존성으로 잘 피팅된다. 자화 곡선과 벡터 모델의 비교로부터 비등방성 상수와 최 근접 교환 결합 상수의 관계를 얻었다. 영 자기장과 낮은 온도에서 BSCFAO와 BSCFO에서 $Fe^{3+}$와 $Co^{2+}$의 핵 자기 공명 스펙트럼을 획득하였다. 설정장에 따른 핵 자기 공명 신호 진폭의 증진의 변화를 관찰하였다. 약 250 mT의 설정장에서 교차적인 세로 콘에서 가로 콘으로 자기 구조 전이가 일어난다. $Co^{2+}$ 이온들의 스핀이 $Fe^{3+}$ 이온들의 스핀들과 함께 전체 자기 구조를 구성하며 $Al^{3+}$ 치환이 면 내부의 비등방성을 감소시킨다. 알에프 펄스의 방향이 a-축과 c-축일 때 $Fe^{3+}$ 핵 자기 공명 신호의 향상 계수들의 비교로부터 면 내부의 비등방성보다 쉬운 면 비등방성이 약 16 배 더 크다는 것을 발견했다. 1.2 MV/m까지의 전기장 하에서 핵 자기 공명 스펙트럼의 변화는 관찰되지 않았다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {DPH 18020
형태사항 iii, 45 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Baeksoon Choi
지도교수의 한글표기 : 이순칠
지도교수의 영문표기 : Soonchil Lee
수록잡지명 : "Magnetic properties of MnF$_{3}$ investigated by $^{55}$Mn NMR and M(H) measurement". Journal of Magnetism and Magnetic Materials, v.421, pp. 414-417(2016)
수록잡지명 : "Fe and Co NMR studies of magnetoelectric Co$_{2}$ Y-type hexaferrite BSCFAO"
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 물리학과,
서지주기 참고문헌 : p. 43-45
주제 $MnF_3$
$Ba_{0.3}Sr_{1.7}Co_2Fe_{12}O_{22}$
핵 자기 공명
다강성
교환 상호 작용
자기 비등방성
증폭 계수
MnF$_{3}$
$Ba_{0.3}Sr_{1.7}Co_2Fe_{12}O_{22}$
nuclear magnetic resonance
multiferroic
exchange interaction
magnetic anisotropy
enhancement factor
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