Properties and defects of Mn-Zn Ferrite single crystals grown by the modified process

연속 성장법으로 성장된 Mn-Zn Ferrite 단결정 특성 및 결함

Mn - Zn Ferrite has the natural characteristics of incongruent melting and the zinc oxide evaporation while the crystal is being grown. As a result of these, it comes into existence to be a non-uniform distribution of cations along the crystal growth axis and also Pt particles are usually precipitated into the crystals in Bridgman method since the melt zone is maintained for a long time in the crucible. These have bad effects on the magnetic properties of ferrites. But, to overcome these faults and then acquire the better single crystals. new modified growth method was developed and the growth factors were investigated as following: melt height in the crucible, surface tension and density of melt, the behavior of melt at interface, the shapes of crucible and solid -liquid interface, powder feeding rate, and the crystal growing speed. In additon, when we analyzed the compositional fluctuations of grown crystals, they were supressed within 1.5 mol% $Fe_20_3$, 2 mol% MnO, ZnO respectively with comparing to initial composition of crystal and the microstructures of crystals on the(110) plane were observed by optical microscope through the chemical etching technique and the magnetic properties were determined.

Mn-Zn Ferrite는 단결정을 성장하기 위하여 용융하는 동안 불균질 용융과 ZnO휘발의 고유특성을 갖는 재료이다. 그 결과로, 결정성장축을 따라 양이온의 분포가 불균일 하게 된고 또한 기존의 Bridgman법에서는 도가니내에서 용융대가 장시간 유지됨으로써 백금입자가 결정안으로 침입하게된다. 이들은 훼라이트의 자기적 성질을 저하시키는 성질을 갖고 있다. 그러나 새로운 성장법에서는 이러한 단점들을 극복하고 양질의 단결정을 얻기 위하여 결정성장 인자들의 관계를 고찰하였으며 그 인자들은 다음과 같다 : 도가니내의 melt 높이, melt의 표면장력과 밀도, 계면에서의 melt거동, 도가니와 고액계면의 형상, 원료공급속도, 결정성장속도. 아울러, 성장된 결정의 조성을 분석하였을 때 초기조성과 비교하여 $\textrm{Fe}_2\textrm{O}_3$ 1.5 mol%, MnO, Zn 2.0 mol% 이내로 조성 변동은 각각 억제되었고 성장결정면 (110)에서 화확적인 etching 법을 이용하여 광학현미경을 통해 결정내부등을 관찰하였으며, 자기적 특성등을 측정하였다.