Journal of the Korean Magnetics Society (한국자기학회지)

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Magnetic and CMR Properties of Sulphospinel ZnxFe1-xCr2S4

Spinel계 유화물 ZnxFe1-xCr2S4의 CMR 특성과 자기적 성질

  • Published : 2005.04.01
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Abstract

The CMR properties and magnetic properties of sulphospinels $Zn_xFe_{1-x}Cr_2S_4$ have been explored by X-ray diffraction, magnetoresistance measurement, and $M\ddot{o}ssbauer$ spectroscopy. The crystal structures in the range of x=0.05, 0.1, 0.2 are cubic at room temperature. Magnetoresistance measurement indicates that these system is semiconducting below about 160 K. The temperature of maximum magnetoresistance is almost consistent with Curie temperature. The Zn substitutions for Fe occur to increase the Jahn-Teller relaxation and the electric quadrupole shift. CMR properties could be explained with Jahn-Teller effect, and half-metallic electronic structure, which is different from both the double exchange interactions of manganite La-Ca-Mn-O system and the triple exchange interactions of chalcogenide $Cu_xFe_{1-x}Cr_2S_4$.

Spinel계 유화물 $Zn_xFe_{1-x}Cr_2S_4$(x=0.05, 0.1, 0.2)에 대하여 X선 회절법, 자기저항측정, $M\ddot{o}ssbauer$ 분광법을 이용하여 CMR 특성과 자기적 성질을 연구하였다. 결정구조는 상온에서 입방정으로 정상 spinel 구조를 갖는 것으로 나타났다. 자기저항 실험결과 160K 부근 이하에서는 반도체적 전기전도 특성을 보이며, Curie 온도부근에서 최대자기저항 온도가 나타났다. Zn 조성값이 증가함에 따라 Jahn-Teller 효과에 의한 완화 현상이 증가되었으며, 전기 사중극자 이동값 역시 증가되고, 초미세 자기장값은 감소하였다. CMR 특성은 heterovalency에 의한 이중교환 상호작용이나, $Fe^{2+}$와 $Cr^{3+}$ 그리고 $Fe^{3+}$ 사이의 삼중교환 상호작용과는 다른 동적 Jahn-Teller 효과에 의한 도체-반도체전이와 절반 금속성 에너지 밴드구조에서 스핀전자 전이에 의하여 발생되는 것으로 예측된다.

Keywords

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