Crystallographic and Magnetic Properties of $NdFe_{10.7}Ti_{1.3}$

$NdFe_{10.7}Ti_{1.3}$의 결정학적 및 자기적 성질 연구

  • 이승화 (국민대학교 자연과학대학 물리학과) ;
  • 이용종 (국민대학교 자연과학대학 물리학과) ;
  • 안성용 (국민대학교 자연과학대학 물리학과) ;
  • 김철성 (국민대학교 자연과학대학 물리학과) ;
  • 김윤배 (한국표준과학연구원) ;
  • 김창석 (한국표준과학연구원)
  • Published : 1996.12.01

Abstract

$NdFe_{10.7}Ti_{1.3}$ has been studied with X-ray diffraction, Mossbauer spectroscopy and vibrating sample magnet-ometer(VSM). The alloys were prepared by arc-melting under an argon atmosphere. The $NdFe_{10.7}Ti_{1.3}$ contains some $\alpha-Fe$, from X-ray and Mossbauer measurements. The $NdFe_{10.7}Ti_{1.3}$ has the $ThMn_{12}$-type tetragonal struc-ture with $a_{0}=8.607{\AA}\;and\;c_{0}=4.790{\AA}$. The Curie temperature ($T_c$) of the $NdFe_{10.7}Ti_{1.3}$ is 590 K from $M\"{o}ssbauer$ spectroscopy performed at various temperatures ranging from 13 to 800 K. Each spectrum below $T_c$ was fitted with six subspectra of Fe sites in the structure$(8i_{1},\;8i_{2},\;8j_{2},\;8j_{1},\;8f\;and\;{\alpha}-Fe)$. The area fractions of the subspectra at room temperature are 13.8%, 15.4%, 17%, 16.4%, 34.1% and 3.3%, respectively. Magenetic hyperfine fields for the Fe sites decrease in the order, $H_{hf}(8i)>H_{hf}(8j)>H_{hf}(8f)$. The abrupt changes in the magnetic hyperfine field, isomer shift and magnetic moment observed at about 180 K in $NdFe_{10.7}Ti_{1.3}$ are attributed to spin reorientation.

$ThMn_{12}$ 구조를 갖는 $NdFe_{10.7}Ti_{1.3}$의 결정학적 및 자기적 성질을 X-선 회절 분석과 $M\"{o}ssbauer$ 분광법 그리고 VSM으로 연구하였다. $NdFe_{10.7}Ti_{1.3}$ 합금은 알곤 가스 분위기의 아크 용해로에서 제조하였으며, X-선 회절분석 결과 결정구조는 상온에서 tetragonal 구조를 갖고 있으며, 격자상수는 $a_{0}=8.607{\AA},\;c_{0}=4.790{\AA}$으로 결정하였고, $2{\theta}=44.5^{\circ}C$ 근방에서 약한 $\alpha$-Fe 상이 존재함을 알 수 있었다. $M\"{o}ssbauer$ spectrum을 13 K에서 800 K 까지 취하였으며, Curie 온도는 590 K로 결정하였다. Curie 온도 이하의 온도에서는 Fe-site가 $(8i_{1},\;8i_{2},\;8j_{2},\;8j_{1},\;8f\;and\;{\alpha}-Fe)$의 6 site로 나타났으며, 295 K에서의 면적 비는 각가가 13.8%, 15.4%, 17%, 16.4%, 34.1% 그리고 $\alpha-Fe$는 3.3%로 나타났으며 온도가 증가함에 따라서 $\alpha-Fe$ 상이 점진적으로 증가하여 Curie 온도에서 24.5%의 $\alpha-Fe$ 상이 존재함을 알았다. 초미세 자기장은 온도가 증가함에 따라 감소하였으며, 그 크기는 $H_{hf}(8i)>H_{hf}(8j)>H_{hf}(8f)$ 임을 알았다. 초미세자기장, 이성핵적 이동값과 자기 moment 값의 급격한 변화로 spin reorientation은 180 K에서 일어남을 알았다.

Keywords