KR101132436B1 - Method for the spinel vanadate materials - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 더욱 상세하게는 본 발명은 이중의 이력곡선 안에서 0의 자기장(zero field)에서 다른 부호를 가지는 자화의 네가지 값의 결과를 갖는 유전상수(ε)의 메모리 효과를 나타내고, x-선 회절도에서 Fe2+ 이온은 A 자리(사면체 자리), V3+ 이온은 B 자리(팔면체자리)에 각각 위치하는 전형적인 FeV2O4의 입방 정스피넬 구조를 나타내며, 자화곡선에서 FeV2O4 분말 물질의 N온도가 ZFC와 FC 곡선 사이에 큰 불가역 현상이 관찰되는 준강자성 특성을 보여주고 있고 109 K 근처에서 자화가 사라지는 N온도와 일치하며, FeV2O4의 물질에서 메모리 효과를 나타내는 현상이 자기이력곡선으로부터 자기장에서 자화가 갑자기 크게 증가하는(Jump) 현상으로 관찰되었으며, 109 K에서의 뫼스바우어 분광 스펙트럼에서 2-line의 형태를 보이며 이 온도가 N온도로 측정한 자기이력곡선의 결과와 같고, 초미세 자기장의 크기는 보통의 자성물질에서 흔히 볼 수 있는 0 K 근방에서 최대치가 되고 온도증가와 더불어 계속 감소하여 N온도에서 0이 되는 온도의존성과는 전혀 다른 전형적인 FeV2O4의 물질에서 볼 수 있는 현상이 나타나는 효과가 있다. The present invention relates to a process for the preparation of spinel vanadate materials, and more particularly to the present invention relates to a dielectric constant having a result of four values of magnetization having different signs in a zero field in a double hysteresis curve. ε) is a memory effect, and in the x-ray diffractogram, a typical FeV 2 O 4 cubic spinelel in which Fe 2+ ions are located at A site (tetrahedral site) and V 3+ ions at B site (octahedral site) It shows the structure, the N temperature of the FeV 2 O 4 powder material shows the semi-ferromagnetic property in which the large irreversible phenomenon is observed between the ZFC and FC curves in the magnetization curve, and coincides with the N temperature at which magnetization disappears near 109 K. The phenomenon of memory effect in the material of 2 O 4 was observed as a sudden big jump (Jump) in the magnetic field from the magnetic hysteresis curve, Mossbauer spectroscopy at 109 K In the form of a 2-line at, this temperature is the same as the result of the hysteresis curve measured by N temperature, and the magnitude of the ultrafine magnetic field is the maximum near 0 K, which is commonly found in ordinary magnetic materials, and increases with temperature. There is an effect that can be seen in the typical FeV 2 O 4 material which is completely different from the temperature dependence that continues to decrease to zero at N temperature.

Description

스피넬 바나데이트 물질의 제조방법{METHOD FOR THE SPINEL VANADATE MATERIALS}Method for preparing spinel vanadate substance {METHOD FOR THE SPINEL VANADATE MATERIALS}

본 발명은 이중의 이력곡선 안에서 0의 자기장(zero field)에서 다른 부호를 가지는 자화의 네가지 값의 결과를 갖는 유전상수(ε)의 메모리 효과를 나타내고, x-선 회절도에서 Fe2+ 이온은 A 자리(사면체 자리), V3+ 이온은 B 자리(팔면체자리)에 각각 위치하는 전형적인 FeV2O4의 입방 정스피넬 구조를 나타내며, 자화곡선에서 FeV2O4 분말 물질의 N온도가 ZFC와 FC 곡선 사이에 큰 불가역 현상이 관찰되는 준강자성 특성을 보여주고 있고 109 K 근처에서 자화가 사라지는 N온도와 일치하며, FeV2O4의 물질에서 메모리 효과를 나타내는 현상이 자기이력곡선으로부터 자기장에서 자화가 갑자기 크게 증가하는(Jump) 현상으로 관찰되었으며, 109 K에서의 뫼스바우어 분광 스펙트럼에서 2-line의 형태를 보이며 이 온도가 N온도로 측정한 자화와 자기이력곡선의 결과와 같고, 초미세 자기장의 크기는 보통의 자성물질에서 흔히 볼 수 있는 0 K 근방에서 최대치가 되고 온도증가와 더불어 계속 감소하여 N온도에서 0이 되는 온도의존성과는 전혀 다른 전형적인 FeV2O4의 물질에서 볼 수 있는 현상이 나타난 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법에 관한 기술이다.
The present invention shows the memory effect of the dielectric constant (ε) resulting in four values of magnetization with different signs in the zero field in the double hysteresis curve, and Fe 2+ ions in the x-ray diffraction diagram The A site (tetrahedral site) and V 3+ ions represent a typical FeV 2 O 4 cubic spinel structure located at the site B (octahedral site), and the N temperature of the FeV 2 O 4 powder material in the magnetization curve is ZFC and A large irreversible phenomenon is observed between the FC curves, which coincides with the N temperature at which magnetization disappears near 109 K, and the phenomenon of memory effect in the material of FeV 2 O 4 is magnetized in the magnetic field from the hysteresis curve. Was observed as a sudden jump, showing a 2-line shape in the Mossbauer spectral spectrum at 109 K, which is the same as the result of the magnetization and hysteresis curves measured at N temperature. The magnitude of the high and ultra-fine magnetic field is the maximum in the vicinity of 0 K, which is commonly found in ordinary magnetic materials, and continues to decrease with increasing temperature, resulting in a typical FeV 2 O 4 material that is completely different from the temperature dependence of zero at N temperature. This is a description of a method for preparing a spinel vanadate material exhibited a phenomenon.

최근 들어, 전자기기의 디지털 기술의 발전에 따라, 화상 등과 같은 데이터 저장을 위해 비휘발성 메모리 장치에 대한 요구가 증가하고 있다. 또한, 메모리 장치 용량의 증가, 기록전압의 감소, 판독 및 기록시간의 단축, 그리고 장치 수명의 연장에 대한 요구가 높아지고 있다. 이러한 요구에 대해, 미국특허 제6,204,139호는 저항 값이 인가된 전기펄스에 따라 변화하는 페로브스카이트(perovskite) 재료(예를 들어, Pr(1-x)CaxMnO3(PCMO), LaSrMnO3(LSMO), GdBaCoxOy(GBCO), 등)를 이용하여 비휘발성 메모리 장치를 형성하는 기술을 개시하고 있다. 이특허에 개시된 기술에 따르면, 기 설정된 전기펄스가 이들 재료(이하, 통칭하여 "가변저항 재료"라고 칭한다)에 인가되어 이 재료의 저항 값을 증가 또는 감소시킨다. 펄스를 적용한 결과로 변화한 저항값은 서로 다른 값을 기억하는데 이용된다. 이러한 구성에 기초하여, 상기 재료는 메모리 장치용으로 이용된다.In recent years, with the development of digital technology of electronic devices, there is an increasing demand for a nonvolatile memory device for storing data such as an image. In addition, there is an increasing demand for increasing memory device capacity, decreasing write voltage, shortening read and write time, and extending device life. For this need, U. S. Patent No. 6,204, 139 discloses perovskite materials (e.g., Pr (1-x) CaxMnO3 (PCMO), LaSrMnO3 (LSMO)) whose resistance values vary with the applied electric pulse. , GdBaCoxOy (GBCO), etc.) to disclose a technique for forming a nonvolatile memory device. According to the technique disclosed in this patent, predetermined electric pulses are applied to these materials (hereinafter collectively referred to as "variable resistance materials") to increase or decrease the resistance value of these materials. The resistance value changed as a result of applying the pulse is used to remember different values. Based on this configuration, the material is used for the memory device.

또한 종래 대용량의 데이터를 기억하고 재 기록할 수 있는 기록매체로서, DRAM, SRAM 등의 반도체를 사용한 기억소자, 또는 하드디스크, 광자기디스크, 광디스크 등의 회전 디스크형 기록매체가 있으며, 이들을 사용한 시스템이 개발ㆍ사용되어 왔다. 이 중, 데이터의 기록, 판독 속도가 빠르고 고집적화가 용이하다는 등의 특징을 갖는 DRAM 은 PC등의 임시기억소자로서 널리 사용되어 왔다. In addition, conventional recording media capable of storing and re-recording a large amount of data include storage devices using semiconductors such as DRAM and SRAM, or rotating disk-type recording media such as hard disks, magneto-optical disks, and optical disks. This has been developed and used. Among them, DRAMs having characteristics such as fast data writing and reading speeds and easy high integration have been widely used as temporary storage devices such as PCs.

그러나 메모리에서 치명적인 휘발성(외부 전원공급을 정지하면 유지되어 있던 기록이 소멸하는 성질) 때문에 PC 의 기동에 시간을 요하거나, 또는 갑자기 전원공급이 정지되거나 데이터 보존을 잊거나 하여 작성한 데이터가 소멸되는 등의 문제가 발생하고 있었다.However, due to the fatal volatility in the memory (the nature of the recorded data is lost when the external power supply is turned off), it takes time to start the PC, or suddenly stops the power supply or forgets to save the data. The problem was occurring.

한편, 하드디스크 시스템 등에서는 데이터의 휘발성은 없지만 기록, 판독 속도가 느리고 또한, 소비전력이 비교적 크다는 결점이 있다. 이상으로부터, 기록, 판독 속도가 빠른 등 쓰기가 편하고 또한, 소비전력이 낮으며, 그리고, 비휘발성인 것 등의 특성을 갖는 메모리의 출현이 기다려지고 있다.On the other hand, in a hard disk system or the like, there is a drawback that the data is not volatile but the writing and reading speed is slow and the power consumption is relatively large. As mentioned above, the emergence of the memory which has characteristics, such as being easy to write, the reading speed is fast, the power consumption is low, and is non-volatile, etc. is awaited.

상기 요구특성을 만족하는 메모리로서, 플래시 메모리, 강유전체 메모리, MRAM(Magnetic Random AccessMemory), 상(相)변화 메모리 등의 비휘발성 반도체형 기억소자가 기대되고 있으나, 현재는 개발 단계에 있는 실정이며, 스피넬 바나데이트 물질로 비휘발성 메모리 소자를 개발하는 것은 아직도 시도되지 않고 있는 실정이다.As a memory that satisfies the required characteristics, nonvolatile semiconductor memory devices such as flash memory, ferroelectric memory, magnetic random access memory (MRAM), and phase change memory are expected, but are currently being developed. Development of nonvolatile memory devices using spinel vanadate materials has not been attempted yet.

그러므로 이중의 이력곡선 안에서 0의 자기장(zero field)에서 다른 부호를 가지는 자화의 네가지 값의 결과를 갖는 유전상수(ε)의 메모리 효과를 나타내는 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
Therefore, there is an urgent need to develop a method for preparing spinel vanadate materials that exhibits the memory effect of dielectric constant (ε) resulting in four values of magnetization with different signs in a zero field in a double hysteresis curve. It is true.

이에 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 이중의 이력곡선 안에서 0의 자기장(zero field)에서 다른 부호를 가지는 자화의 네가지 값의 결과를 갖는 유전상수(ε)의 메모리 효과를 나타내는 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was conceived to solve the above problems, the spinel showing the memory effect of the dielectric constant (ε) with the result of the four values of the magnetization having a different sign in the zero field (zero) in the double hysteresis curve It is an object of the present invention to provide a method for preparing a vanadate material.

본 발명의 다른 목적은 x-선 회절도에서 Fe2+ 이온은 A 자리(사면체 자리), V3+ 이온은 B 자리(팔면체자리)에 각각 위치하는 전형적인 FeV2O4의 입방 정스피넬 구조를 나타내는 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to form a cubic regular spinel structure of a typical FeV 2 O 4 in which the Fe 2+ ions are located at the A site (tetrahedral site) and the V 3+ ions are located at the B site (octahedral site) in the X-ray diffractogram. It is to provide a method for producing a spinel vanadate material.

본 발명의 다른 목적은 자화곡선에서 FeV2O4 분말 물질의 N온도가 ZFC와 FC 곡선 사이에 큰 불가역 현상이 관찰되는 준강자성 특성을 보여주고 있고 109 K 근처에서 자화가 사라지는 N온도와 일치하는 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to show that the N temperature of the FeV 2 O 4 powder material in the magnetization curve shows a quasi-ferromagnetic property in which a large irreversible phenomenon is observed between the ZFC and FC curves and is consistent with the N temperature at which magnetization disappears near 109 K. There is provided a method for preparing a spinel vanadate material.

본 발명의 다른 목적은 FeV2O4의 물질에서 메모리 효과를 나타내는 현상이 자기이력곡선으로부터 자기장에서 자화가 갑자기 크게 증가하는(Jump) 현상으로 관찰되는 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a method for preparing a spinel vanadate material in which a phenomenon in which a memory effect is observed in a FeV 2 O 4 material is suddenly greatly increased (Jump) in a magnetic field from a magnetic history curve.

본 발명의 다른 목적은 109 K에서의 뫼스바우어 분광 스펙트럼에서 2-line의 형태를 보이며 이 온도가 N온도로 측정한 자화와 자기이력곡선의 결과와 같은 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for preparing a spinel vanadate material having a 2-line shape in the Mossbauer spectral spectrum at 109 K, the temperature of which is the result of magnetization and hysteresis curve measured at N temperature. .

본 발명의 다른 목적은 초미세 자기장의 크기는 보통의 자성물질에서 흔히 볼 수 있는 0 K 근방에서 최대치가 되고 온도증가와 더불어 계속 감소하여 N온도에서 0이 되는 온도의존성과는 전혀 다른 전형적인 FeV2O4의 물질에서 볼 수 있는 현상이 나타난 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법을 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is that the size of the ultrafine magnetic field is the maximum in the vicinity of 0 K, which is commonly found in ordinary magnetic materials, and continues to decrease with increasing temperature, which is different from the typical FeV 2 , which is completely different from the temperature dependence of 0 at N temperature. It is to provide a method for preparing a spinel vanadate material exhibited a phenomenon seen in the material of O 4 .

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법은 α-Fe2O3과 V2O3을 사용하여 1:2의 당량비를 정확히 계산하여 혼합한 후 아세톤을 첨가하여 밀링하는 단계(a)와; 상기 밀링한 분말을 원통형 몰드에 채워 넣고 유압기를 사용하여 2000㎏f/㎠의 압력을 가하여 pellet으로 성형하는 단계(b)와; 상기 pellet화된 α-Fe2O3과 V2O3 혼합 시료를 자기보트 위에 있는 석영관 안에 집어넣는 단계(c)와; 상기 단계(c) 이후 개방형 전기로에 속이 빈 원통형 도가니를 끼우고 다시 그 안에 큰 석영관을 끼워 넣는 단계(d)와; 상기 단계(d) 이후 일자형 도가니위에 올려 놓여있는 작은 석영관안의 pellet형의 혼합 시료를 전기로에 끼워져 있는 큰 석영관안의 중앙에 밀어 넣고, 가스관과 연결된 고무마개로 큰 석영관의 양쪽을 막는 단계(e)와; 상기 단계(e) 이후 전기로의 온도를 1050 ℃까지 5 ℃/min의 비율로 상승시킨 후 24시간 동안 유지하는 단계(f)와: 상기 단계(f) 이후 0.5 ℃/min의 비율로 전기로 안에서 서냉하는 단계(g); 를 포함함을 특징으로 한다.Method for preparing a spinel vanadate material according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object using a-Fe 2 O 3 and V 2 O 3 accurately calculated by mixing the equivalent ratio of 1: 2 and then mixed with acetone Milling by addition (a); (B) filling the milled powder into a cylindrical mold and applying a pressure of 2000 kgf / cm 2 using a hydraulic press to form pellets; (C) inserting the pelletized α-Fe 2 O 3 and V 2 O 3 mixed sample into a quartz tube on a magnetic boat; (D) inserting a hollow cylindrical crucible into the open electric furnace after step (c) and inserting a large quartz tube therein; After step (d), the pellet-type mixed sample in the small quartz tube placed on the straight crucible is pushed into the center of the large quartz tube fitted in the electric furnace, and both sides of the large quartz tube are closed with a rubber stopper connected to the gas tube (e). )Wow; After step (e), the temperature of the electric furnace is raised to a rate of 5 ° C./min up to 1050 ° C. and then maintained for 24 hours. Slow cooling (g); Characterized by including.

상기 본 발명에 있어서, 상기 단계(g)까지 1차 열처리를 끝낸 시료는 완전하게 결합하지 않은 α-Fe2O3와 V2O3가 있으므로 단계(a)에서부터 단계(g)까지의 과정을 7 내지 8회 반복을 하는 단계; 를 추가로 포함함을 특징으로 한다.In the present invention, the sample after the first heat treatment up to step (g) has α-Fe 2 O 3 and V 2 O 3 is not completely bonded, so the process from step (a) to step (g) Repeating 7 to 8 times; It characterized in that it further comprises.

상기 본 발명에 있어서, 상기 밀링하는 단계(a)에서, 아세톤을 첨가하는 것은 결합력을 좋게 하기 위한 것이고, 밀링은 아세톤을 10 ml/1g 첨가한 후 마노에서 1시간 동안 곱게 갈아 분쇄하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in the milling step (a), the addition of acetone is to improve the binding force, milling is characterized in that fine grinding for 1 hour in agate after adding 10 ml / 1g of acetone do.

상기 본 발명에 있어서, 상기 큰 석영관의 양쪽을 막는 단계(e)에서, 테프론 테이프로 산소가 침투하지 못하도록 고무마개와 석영관의 이음 부분을 감는 것을 특징으로 한다. In the present invention, in the step (e) of blocking both sides of the large quartz tube, the rubber stopper and the joint portion of the quartz tube is wound so that oxygen does not penetrate into the Teflon tape.

상기 본 발명에 있어서, 상기 단계(f)에서, 혼합시료(pellet)의 산소와 수소가 반응하도록 Ar+H2(5%) 혼합가스를 전기로의 석영관 안으로 흘려보내는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, in step (f), the Ar + H 2 (5%) mixed gas flows into the quartz tube of the electric furnace so that oxygen and hydrogen in the mixed sample (pellet) reacts.

본 발명에 따른 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법은 다음과 같은 효과를 가진다.The method for preparing the spinel vanadate material according to the present invention has the following effects.

첫째, 본 발명은 이중의 이력곡선 안에서 0의 자기장(zero field)에서 다른 부호를 가지는 자화의 네가지 값의 결과를 갖는 유전상수(ε)의 메모리 효과를 나타낸다.First, the present invention shows the memory effect of the dielectric constant epsilon which results in four values of magnetization with different signs in the zero field in the double hysteresis curve.

둘째, 본 발명은 x-선 회절도에서 Fe2+ 이온은 A 자리(사면체 자리), V3+ 이온은 B 자리(팔면체자리)에 각각 위치하는 전형적인 FeV2O4의 입방 정스피넬 구조를 나타낸다.Second, the present invention shows a typical cubic spinel structure of FeV 2 O 4 in which Fe 2+ ions are located at A site (tetrahedral site) and V 3+ ions are located at B site (octahedral site) in the x-ray diffractogram. .

셋째, 본 발명은 자화곡선에서 FeV2O4 분말 물질의 N온도가 ZFC와 FC 곡선 사이에 큰 불가역 현상이 관찰되는 준강자성 특성을 보여주고 있고 109 K 근처에서 자화가 사라지는 N온도와 일치한다.Third, the present invention shows a quasi-ferromagnetic property in which a large irreversible phenomenon is observed between the ZFC and FC curves in which the N temperature of the FeV 2 O 4 powder material in the magnetization curve is consistent with the N temperature at which magnetization disappears near 109 K.

넷째, 본 발명은 FeV2O4의 물질에서 메모리 효과를 나타내는 현상이 자기이력곡선으로부터 자기장에서 자화가 갑자기 크게 증가하는(Jump) 현상으로 관찰된다.Fourth, the present invention is observed that the phenomenon showing the memory effect in the material of FeV 2 O 4 suddenly a large increase (Jump) in the magnetic field from the magnetic history curve.

다섯째, 본 발명은 109 K에서의 뫼스바우어 분광 스펙트럼에서 2-line의 형태를 보이며 이 온도가 N온도로 측정한 자기이력곡선의 결과와 같다.Fifth, the present invention shows a 2-line shape in the Mossbauer spectral spectrum at 109 K, which is the same as the result of the hysteresis curve measured at N temperature.

여섯째, 본 발명은 초미세 자기장의 크기는 보통의 자성물질에서 흔히 볼 수 있는 0 K 근방에서 최대치가 되고 온도증가와 더불어 계속 감소하여 N온도에서 0이 되는 온도의존성과는 전혀 다른 전형적인 FeV2O4의 물질에서 볼 수 있는 현상이 나타난다.
Sixth, in the present invention, the size of the ultra-fine magnetic field is the maximum in the vicinity of 0 K, which is commonly found in ordinary magnetic materials, and it decreases with increasing temperature, and the typical FeV 2 O is completely different from the temperature dependency which becomes zero at N temperature. The phenomena seen in the material of 4 appear.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다결정체 FeV2O4의 제조 공정도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다결정체 FeV2O4의 전기로 안에서 열처리 분위기의 개략도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다결정체 FeV2O4의 상온에서의 x-선 회절도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스피넬 구조.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 FeV2O4의 온도에 따른 ZFC와 FC의 자화값.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 FeV2O4의 5 K에서의 자기이력곡선.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 FeV2O4의 N온도 이상에서의 뫼스바우어 분광 스펙트럼.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 FeV2O4의 N온도 이하에서의 뫼스바우어 분광 스펙트럼.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 FeV2O4의 온도에 따른 초미세 자기장의 변화.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 FeV2O4의 온도에 따른 전기사중극자 분열의 변화.
1 is a manufacturing process diagram of polycrystalline FeV 2 O 4 according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a heat treatment atmosphere in an electric furnace of polycrystalline FeV 2 O 4 according to an embodiment of the present invention.
3 is an x-ray diffraction diagram at room temperature of polycrystalline FeV 2 O 4 according to an embodiment of the present invention.
4 is a spinel structure according to an embodiment of the present invention.
5 is a magnetization value of ZFC and FC according to the temperature of FeV 2 O 4 according to an embodiment of the present invention.
6 is a magnetic history curve at 5 K of FeV 2 O 4 according to an embodiment of the present invention.
7 is a Mossbauer spectral spectrum above the N temperature of FeV 2 O 4 according to an embodiment of the present invention.
8 is a Mossbauer spectroscopic spectrum below the N temperature of FeV 2 O 4 according to an embodiment of the present invention.
9 is a change of the ultrafine magnetic field according to the temperature of FeV 2 O 4 according to an embodiment of the present invention.
10 is a change in the electric quadrupole splitting with the temperature of FeV 2 O 4 according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시 예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Looking at the preferred embodiment of the present invention together with the accompanying drawings as follows, when it is determined that the detailed description of the known art or configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention The description will be omitted, and the following terms are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users or operators, and the definitions describe methods for preparing the spinel vanadate material of the present invention. It should be made based on the contents throughout the specification.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method for preparing a spinel vanadate material according to a preferred embodiment of the present invention will be described.

[실시예][Example]

다결정체 스피넬 FeV2O4 물질은 그물질의 전기용량(Capacitence)이 이력과 함께 자기장 의존성을 나타낸다. 그리고 작은 자기장(~ 1000 Oe)의 방향에 의존해서 0의 자기장(zero field)에서 두가지의 값을 가진다. 이러한 행위는 자기장 방향의 변화를 통해 전기용량(Capacitence)의 차이로서 데이터가 저장될수 있는 잠재적인 비휘발성 메모리 소자로 사용될 수 있다. 이 물질의 전기용량(Capacitence) 측정에서 유전상수(ε)의 메모리 효과는 이중의 이력곡선 안에서 0의 자기장(zero field)에서 다른 부호를 가지는 자화의 네가지 값의 결과로 나타나는 것으로 알려져 있다.The polycrystalline spinel FeV 2 O 4 material exhibits a magnetic field dependency along with the history of its capacitance. And depending on the direction of the small magnetic field (~ 1000 Oe) has two values in the zero field (zero field). This behavior can be used as a potential nonvolatile memory device in which data can be stored as a difference in capacitance through a change in magnetic field direction. The memory effect of the dielectric constant (ε) in the capacitance measurement of this material is known to be the result of four values of magnetization with different signs in the zero field in the double hysteresis curve.

그래서 적절한 열처리 온도와 분위기 하에서 α-Fe2O3와 V2O3 물질을 합성하여 순수한 단일상의 FeV2O4 다결정체 물질을 제조하였으며, 구체적인 실험은 다음과 같다.Thus, a pure single-phase FeV 2 O 4 polycrystalline material was prepared by synthesizing α-Fe 2 O 3 and V 2 O 3 materials under an appropriate heat treatment temperature and atmosphere. Specific experiments are as follows.

스피넬 FeV2O4 분말의 합성을 위하여 고상반응법을 이용하였으며, 그 세부적인 제조 공정도와 전기로 안에서 열처리 분위기의 개략도를 도 1과 도 2에 도식적으로 나타내었다.Solid phase reaction was used for the synthesis of the spinel FeV 2 O 4 powder, and the detailed manufacturing process and schematic diagram of the heat treatment atmosphere in the electric furnace are shown schematically in FIGS. 1 and 2.

시편의 제조과정에 따른 화학조성 및 반응식은 다음과 같다.
The chemical composition and reaction formula according to the manufacturing process of the specimen are as follows.

출발원료로서는 순도 99.999 %의 α-Fe2O3과 99.99 %의 V2O3을 사용하였고 1:2의 당량비를 정확히 계산하여 혼합한 후 마노(agate mortar)에 쏟아 부운다음 결합력을 좋게 하기 위해 아세톤을 10 ml/1g 정도 첨가한 후 1시간 동안 곱게 갈았다. 그런 후 직경 1 cm, 높이 3 cm 원통형 몰드(mold)에 채워 넣고 유압기를 사용하여 2000㎏f/㎠의 압력을 가하여 직경 1 cm, 높이 1cm의 pellet을 만들었다. 알코올로 세척된 바닥이 0.8 cm 정도 파이고 길이 10 cm, 넓이 2 cm의 자기보트(30) 위에 알코올로 세척된 한쪽이 막힌 길이 7 cm, 직경 1.8 cm의 석영관을 올려놓고 그 안에 pellet 형태의 α-Fe2O3와 V2O3 혼합 시료(40)를 안쪽 깊숙이 집어넣었다. 그런 다음 최대온도 1200 ℃ 까지 올릴 수 있는 개방형 전기로에 직경 5 cm, 길이 50 cm의 속이 빈 원통형 도가니를 끼우고 다시 그 안에 직경 3.7 cm, 길이 76 cm의 큰 석영관(10)을 알코올로 깨끗하게 세척한 후 끼워 넣었다. 그리고 일자형 도가니위에 올려 놓여있는 작은 석영관(20)안의 pellet형의 혼합 시료를 세척된 쇠막대를 이용하여 전기로에 끼워져 있는 큰 석영관(10)안의 중앙에 밀어 넣었다. 그리고 가스관과 연결된 고무마개로 큰 석영관(10)의 양쪽을 막았다. 이때 테프론 테이프로 산소가 침투하지 못하도록 고무마개와 석영관의 이음 부분을 감았다. 그런 후 전기로의 온도를 1050 ℃ 까지 5 ℃/min 의 비율로 3시간 30분 동안 상승시켰다. 상기 온도에서 24시간 동안 유지하였고, 혼합시료(pellet)의 산소와 수소가 반응하도록 Ar+H2(5%) 혼합가스(50)를 전기로의 석영관 안으로 흘려보냈다. 그런 후 0.5 ℃/min의 비율로 전기로 안에서 서냉을 하였다. 이렇게 1차 열처리를 끝낸 시료는 완전하게 결합하지 않은 α-Fe2O3과 V2O3이 있으므로 이러한 과정을 7 내지 8회 반복을 하였다.To and mixed with accurately calculate the equivalent ratio of the second well and then bonding buun poured into Kumano (agate mortar): The starting material as was used with a purity of 99.999% α-Fe 2 O 3 and 99.99% of V 2 O 3 1 Acetone was added to about 10 ml / 1g and ground finely for 1 hour. Then, a diameter of 1 cm and a height of 3 cm cylindrical mold (mold) was filled into a mold using a hydraulic pressurizing 2000kgf / ㎠ to 1 cm in diameter, 1cm in height. The alcohol-cleaned bottom is about 0.8 cm and 10 cm in length and 2 cm in width is placed on a magnetic boat (30). α-Fe 2 O 3 and V 2 O 3 was placed deep inside the mixing up the sample (40). Then, a hollow cylindrical crucible of 5 cm in diameter and 50 cm in length is placed in an open electric furnace that can be raised to a maximum temperature of 1200 ° C, and the large quartz tube 10 of diameter 3.7 cm and 76 cm in length is cleaned with alcohol. And then inserted. Then, the pellet-shaped mixed sample in the small quartz tube 20 placed on the crucible was pushed into the center of the large quartz tube 10 inserted into the electric furnace using the washed iron rod. And both ends of the large quartz tube 10 with a rubber stopper connected to the gas tube. At this time, the rubber stopper and the joint of the quartz tube were wound to prevent oxygen from penetrating into the Teflon tape. Then, the temperature of the electric furnace was raised to 1050 degreeC for 3 hours and 30 minutes at the rate of 5 degreeC / min. The mixture was maintained at the temperature for 24 hours, and Ar + H 2 (5%) mixed gas 50 was flowed into the quartz tube of the electric furnace so that oxygen and hydrogen of the mixed sample reacted. Thereafter, slow cooling was performed in an electric furnace at a rate of 0.5 ° C./min. Thus, after the first heat treatment, the sample was repeatedly bonded 7 to 8 times because α-Fe 2 O 3 and V 2 O 3 were not completely bonded.

제조된 분말시료의 결정구조 분석을 위하여 CuKα 단일파장을 사용하는 Philips 회사의 X'Pert (PW1827) x-선 회절기를 이용하였다. 도 3은 다결정체 FeV2O4의 상온에서의 x-선 회절도를 보여준다. 분말회절 실험용 aluminum holder에 바닥면과 높이 차이가 생기지 않도록 약 1g 정도의 powder 시료를 장착한 후, 40 kV-30 mA 하에서 monochoromator가 붙어있는 goniometry로 θ-2θ mode scan을 수행하였다. 이때 step size = 0.2°, step scan time = 3s/step 조건으로 조절하여 10 ~ 80° 범위에서 데이터를 취하였다. 제조된 시료의 결정학적 구조를 분석하기 위하여 각 회절선의 강도를 분석하였으며, 회절강도의 분석을 위하여 Rietveld refinement 분석법을 이용한 FULLPROF 컴퓨터 분석프로그램을 이용하였다. 분석시 사용한 peak의 모양은 pseudo-Voigt 함수에 맞추어 fitting 하였다. For the crystal structure analysis of the prepared powder sample, Philips'X'Pert (PW1827) x-ray diffractometer using CuKα single wavelength was used. Figure 3 shows the x-ray diffraction diagram of the polycrystalline FeV 2 O 4 at room temperature. In order to prevent the height difference from the bottom surface in the powder diffraction experimental aluminum holder, about 1g of powder sample was mounted and θ-2θ mode scan was performed by goniometry with monochoromator under 40 kV-30 mA. At this time, the data was taken in the range of 10 ~ 80 ° by adjusting to step size = 0.2 °, step scan time = 3 s / step conditions. In order to analyze the crystallographic structure of the prepared sample, the intensity of each diffraction line was analyzed, and FULLPROF computer analysis program using Rietveld refinement method was used to analyze the diffraction intensity. The peak shape used in the analysis was fitted to the pseudo-Voigt function.

X-선 회절 분석결과 스피넬 구조 이외의 어떠한 회절선도 보이지 않으며 refinement의 결과에서 보듯이 실험치와 이론치가 일치함을 보이고 있다. 분석시 고려한 양이온의 분포에 따라 각각의 이온들에 대한 위치 파라미터를 바탕으로 자리 선호도 및 점유도를 분석하였다. 이렇게 얻어진 파라미터를 바탕으로 하여 밀러지수를 구한 다음 이를 도 3에서와 같이 나타내었다. 도 3의 bar는 Bragg-position으로 결정구조에 의한 회절선의 위치를 나타내고 있다. 분석결과 결정구조는 공간그룹이 Fd3m인 입방 스피넬 구조로 확인되었다. Fe2+ 이온은 A 자리(사면체 자리; Tetrahedral site), V3+ 이온은 B 자리(팔면체 자리; Octahedral site)에 각각 위치하는 것으로 분석되었다.(도 4 참조) 이것은 이미 밝혀진 전형적인 FeV2O4의 입방 정스피넬 구조와 일치하는 결과이다.X-ray diffraction analysis showed no diffraction lines other than the spinel structure and the experimental and theoretical values were in agreement with the refinement results. Site preference and occupancy were analyzed based on the positional parameters for each ion according to the distribution of cations considered in the analysis. Based on the parameters thus obtained, the Miller index was obtained and then shown as in FIG. 3. 3 shows the position of diffraction lines due to the crystal structure in Bragg-position. As a result of the analysis, the crystal structure was identified as a cubic spinel structure with a space group of Fd3m. Fe 2+ ions A seat (tetrahedral sites; Tetrahedral site), V 3+ ions spot B .; analyzed by respectively located (octahedral sites Octahedral site) (see Fig. 4) This exemplary FeV 2 O 4 already identified The result is consistent with the cubic spinel structure of.

도 5와 도 6은 각각 FeV2O4의 시료에 대한 초전도 양자 간섭계(SQUID) 장치를 이용하여 온도에 따른 자화 값과 5 K 에서의 자기이력 곡선을 보여준다. 5 and 6 show magnetization values with temperature and magnetic hysteresis curve at 5 K using a superconducting quantum interferometer (SQUID) device for a sample of FeV 2 O 4 , respectively.

먼저 자기장을 인가하지 않은 상태에서 시료를 상온(295 K)에서 저온(5 K)까지 온도를 내린 후 1000 Oe의 인가자기장 하에서 150 K 온도까지 올리며 ZFC(zero field cooling) 자화곡선을 측정하였다. 그런 후 150 K 온도에서 1000 Oe의 자기장을 인가하여 다시 5 K 까지 온도를 내리며 FC(field cooling) 자화곡선을 측정하였다.First, the sample was lowered from room temperature (295 K) to low temperature (5 K) without applying a magnetic field, and then heated to 150 K under an applied magnetic field of 1000 Oe to measure a zero field cooling (ZFC) magnetization curve. Then, by applying a magnetic field of 1000 Oe at 150 K temperature, the temperature was lowered to 5 K again and the FC (field cooling) magnetization curve was measured.

측정결과 ZFC와 FC 곡선 사이에 큰 불가역 현상이 관찰되었고 이로부터 시료는 준강자성 특성을 보여주고 있음을 알 수 있었으며, 109 K 근처에서 자화가 사라지는 것으로 나타났다. 상기 온도가 N온도로 이는 이미 잘 알려진 FeV2O4 분말 물질의 N온도와 일치하는 결과이다. 또한 70 K 근처에서 ZFC와 FC 곡선의 기울기가 변하는 비정상인 특성을 보였으며 이온도는 orthorhombic 구조에서 tetragonal 구조로 변하면서 스핀의 방향도 함께 변하는 것으로 상기 온도 또한 이미 잘 알려진 구조적 및 자기적 전이 온도와 일치하는 결과이다. As a result, a large irreversible phenomenon was observed between the ZFC and FC curves, indicating that the sample showed quasi-ferromagnetic properties, and magnetization disappeared near 109 K. This temperature is the N temperature, which is a result consistent with the N temperature of the already known FeV 2 O 4 powder material. In addition, the slope of ZFC and FC curves was changed at around 70 K. The ionicity changed from orthorhombic structure to tetragonal structure, and the direction of spin was also changed. Is a matching result.

도 6의 5 K 에서의 자기이력곡선을 보면, 이중(double) 이력곡선 형태와 1 T 이상의 보자력값 그리고 0의 자기장에서 자화가 값자기 크게 증가하는(Jump) 현상이 관찰되었고 이는 FeV2O4의 물질에서 메모리 효과를 나타내는 현상과 도 일치하는 결과이다In the hysteresis curve at 5 K of Figure 6, a dual (double) hysteresis loop shape and 1 T or more the coercive force value, and (Jump) phenomenon in which the magnetization is a value magnetic significant increase in the magnetic field of 0 was observed which FeV 2 O 4 This is also consistent with the phenomenon of memory effect in materials of

도 7과 도 8은 FeV2O4의 시료에 대한 4.2 K에서 상온(295 K) 까지 측정한 뫼스바우어 분광 스펙트럼이다. 7 and 8 are Mossbauer spectroscopy spectra measured from 4.2 K to room temperature (295 K) for samples of FeV 2 O 4 .

상온에서 단일선의 뫼스바우어 스펙트럼의 위치인 이성질체 이동(isomer shift) 값은 0.81 mm/s 로서, 이는 금속철에 대한 상대 값이며, 이 값으로부터 철의 이온상태가 Fe2+임을 알 수가 있으며, 이것은 FeV2O4를 구성하는 철의 이온가와 일치하는 결과이다. 또한 상온에서 단일선(1-line)의 출현은 Fe2+ 이온이 스피넬 구조내에서 A 자리(사면체 자리; Tetrahedral site)에 들어가 있음을 알 수 있다. 이는 사면체 자리의 대칭성은 Cubic Td 이고, 팔면체 자리의 대칭성은 Trigonal D3d 이므로 철이 A 자리에 들어갈 경우 Cubic 대칭성에 의해 뫼스바우어 스펙트럼은 단일선을 나타내며, 철이 B 자리에 들어갈 경우는 Trigonal 대칭성에 의해 2-line이 나타내기 때문이다. 이것은 또한 FeV2O4의 물질에서 Fe 이온이 A 자리를 차지하고 있는 것과 일치하는 결과이다. The isomer shift value, which is the location of the Mossbauer spectrum of the singlet at room temperature, is 0.81 mm / s, which is relative to the metal iron, indicating that the iron ionic state is Fe 2+ . The result is consistent with the ionic value of iron constituting FeV 2 O 4 . In addition, the appearance of a single line at room temperature indicates that Fe 2+ ions enter the A site (tetrahedral site) in the spinel structure. This means that the tetrahedral site's symmetry is Cubic Td and the octahedral site's symmetry is Trigonal D3d, so when iron enters A site, the Mossbauer spectrum shows a single line by Cubic symmetry. Because line represents. This is also consistent with Fe ions occupying A site in the FeV 2 O 4 material.

한편 109 K에서의 스펙트럼은 2-line의 형태를 보이며, 상기 온도가 N온도로 SQUID 측정과 같은 결과를 보여준다. 상온에서 온도가 내려갈수록 뫼스바우어 스펙트럼은 1-line에서 2-line으로 변했다가 다시 8-line의 형태를 보여주며 이는 온도에 따라 결정학적 특성(구조)이 변하면서 나타나는 것으로 볼 수 있고 전형적인 FeV2O4 물질의 온도에 따른 구조적 변이와 상통하는 결과이다. On the other hand, the spectrum at 109 K shows the form of 2-line, and the temperature shows the same result as the SQUID measurement with N temperature. As the temperature decreases at room temperature, the Mossbauer spectrum changes from 1-line to 2-line and then back to 8-line, which can be seen as the crystallographic properties (structure) change with temperature, typical FeV 2 The result is in line with the structural variation of the O 4 material with temperature.

4.2 K 온도에서 뫼스바우어 스펙트럼의 각 선의 세기와 위치가 매우 심한 변화를 보이고 있으며, 8개의 공명흡수선이 임의의 위치에서 중첩된 모습을 보이고 있는데, 이는 자기이중극자 상호작용의 세기에 비해 상대적으로 전기사중극자 상호작용의 세기가 크기 때문에 나타나는 것으로 볼수 있고 뫼스바우어 분석결과, 분광 파라미터는 초미세 자기장값, Hhf = 81.9 kOe, 전기사중극자 분열치 ΔEQ = 3.05 mm/s, 이성질체 이동치 δ = 0.94 mm/s, 초미세 자기장과 전기장 기울기 텐서가 이루는 z 축간의 각 θ = 7°, xy 평면에 투영된 각 φ = 90°, 전기장 기울기의 비대칭 수치의 크기 η = 0.4, 자기적 이중극자와 전기 사중극자 상호작용의 비 R = 5.5 로 분석 되었으며, 이러한 값들은 철의 이온가가 +2가에서 발생되는 파라미터 값들이며 저온에서도 철의 이온가는 +2가를 그대로 유지하고 있음을 알 수가 있다.At 4.2 K, the intensity and position of each line in the Mossbauer spectrum is very severe, with eight resonance absorption lines overlapping at arbitrary positions, which is relatively electrical compared to the intensity of magnetic dipole interaction. The magnitude of the quadrupole interaction appears to be due to the large magnitude, and the results of the Mossbauer analysis show that the spectral parameters are ultrafine magnetic field values, Hhf = 81.9 kOe, electric quadrupole cleavage values ΔEQ = 3.05 mm / s, and isomeric shift values δ = 0.94 mm. / s, the angle θ = 7 ° between the z-axis formed by the ultrafine magnetic field and the electric field tilt tensor, the angle φ = 90 ° projected on the xy plane, the magnitude of the asymmetric value of the electric field tilt η = 0.4, the magnetic dipole and the electric quadruplet The ratio of the ultimatonic interactions was analyzed as R = 5.5. These values are the parameter values at which the iron ionic value is at +2 and the ionic value at iron is +2. You can see that maintained.

도 9와 도 10은 FeV2O4의 초미세자기장과 전기사중극자 분열치의 온도 의존성을 나타낸다. 9 and 10 show the temperature dependence of the ultrafine magnetic field and the electric quadrupole splitting values of FeV 2 O 4 .

도 9에서 초미세 자기장의 크기는 보통의 자성물질에서 흔히 볼 수 있는 0 K 근방에서 최대치가 되고 온도증가와 더불어 계속 감소하여 N온도에서 0이 되는 온도의존성과는 전혀 다르며, 이는 전형적인 FeV2O4의 물질에서 볼 수 있는 현상이다. In FIG. 9, the size of the ultrafine magnetic field is the maximum value near 0 K which is commonly found in ordinary magnetic materials, and decreases with increasing temperature, which is completely different from the temperature dependency which becomes 0 at N temperature, which is typical of FeV 2 O. This is a phenomenon seen in the material of 4 .

도 10에서 전기사중극자 분열치는 온도가 감소함에 따라 증가하는 경향을 보이며 140 K 근처, 109 K 근처, 그리고 70 K 근처에서 매우 급격하게 변하는 모습이다. 이러한 온도구간은 FeV2O4 물질에서의 구조적 전이가 일어나는 온도구간이며, 이에 대한 이유는 다음과 같다. Fe2+ 이온의 기저상태 5D 가 입방정 결정장에 의해 5T와 5E로 갈라지지만 아직도 축퇴되어 있기 때문에 이 축퇴를 없애기 위하여 Jahn-Teller 일그러짐이 일어나며 구조적 변이를 하고, 이때 전기사중극자 분열치는 크게 변하며 증가하게 된다. 이는 결정구조가 cubic 일 경우 Jahn-Teller 일그러짐이 일어나는 것에 대한 증거가 되며 또한 이것은 전형적인 FeV2O4 물질에서 볼 수 있는 현상이다.In FIG. 10, the electric quadrupole splitting value tends to increase as the temperature decreases, and changes rapidly around 140 K, near 109 K, and near 70 K. FIG. This temperature range is a temperature range in which the structural transition in the FeV 2 O 4 material occurs, and the reason for this is as follows. The ground state 5D of the Fe 2+ ion is divided into 5T and 5E by the cubic crystal field, but is still degenerate so that the Jahn-Teller distortion causes a structural variation in order to eliminate this degeneration. Done. This is evidence of Jahn-Teller distortion when the crystal structure is cubic and is also a phenomenon found in typical FeV 2 O 4 materials.

상술한 바와 같이, 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법의 결과로부터 얻은 스피넬 바나데이트 물질의 특성들은 비휘발성 메모리 소자로 응용이 될 수 있는 스피넬 바나데이트 박막의 제조 혹은 연구에 있어서 매우 중요한 요소로 작용될 것이다. As described above, the properties of the spinel vanadate material obtained from the result of the manufacturing method of the spinel vanadate material will be a very important factor in the manufacturing or research of the spinel vanadate thin film which can be applied to the nonvolatile memory device. .

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
As described above, various substitutions, modifications, and changes can be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention, and thus, the embodiments and the accompanying drawings are limited. It doesn't happen.

10 : 바깥쪽 큰 석영관 20 : 안쪽 작은 석영관
30 : 자기보트 40 : α-Fe2O3와 V2O3 혼합 시료
50 : Ar+H2(5%) 혼합가스
10: outside large quartz tube 20: inside small quartz tube
30: magnetic boat 40: mixed sample of α-Fe 2 O 3 and V 2 O 3
50: Ar + H 2 (5%) mixed gas

Claims (5)

스피넬 바나데이트 물질의 제조방법에 있어서,
α-Fe2O3과 V2O3을 사용하여 1:2의 당량비를 정확히 계산하여 혼합한 후 아세톤을 첨가하여 밀링하는 단계(a)와;
상기 밀링한 분말을 원통형 몰드에 채워 넣고 유압기를 사용하여 2000㎏f/㎠의 압력을 가하여 pellet으로 성형하는 단계(b)와;
상기 pellet화된 α-Fe2O3과 V2O3 혼합 시료를 자기보트 위에 있는 석영관 안에 집어넣는 단계(c)와;
상기 단계(c) 이후 개방형 전기로에 속이 빈 원통형 도가니를 끼우고 다시 그 안에 큰 석영관을 끼워 넣는 단계(d)와;
상기 단계(d) 이후 일자형 도가니위에 올려 놓여있는 작은 석영관안의 pellet형의 혼합 시료를 전기로에 끼워져 있는 큰 석영관안의 중앙에 밀어 넣고, 가스관과 연결된 고무마개로 큰 석영관의 양쪽을 막는 단계(e)와;
상기 단계(e) 이후 전기로의 온도를 1050 ℃까지 5 ℃/min의 비율로 상승시킨 후 24시간 동안 유지하는 단계(f)와:
상기 단계(f) 이후 0.5 ℃/min의 비율로 전기로 안에서 서냉하는 단계(g); 를 포함함을 특징으로 하는 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법.
In the method for preparing the spinel vanadate material,
(a) milling by adding acetone after accurately mixing and mixing the equivalent ratio of 1: 2 using α-Fe 2 O 3 and V 2 O 3 ;
(B) filling the milled powder into a cylindrical mold and applying a pressure of 2000 kgf / cm 2 using a hydraulic press to form pellets;
(C) inserting the pelletized α-Fe 2 O 3 and V 2 O 3 mixed sample into a quartz tube on a magnetic boat;
(D) inserting a hollow cylindrical crucible into the open electric furnace after step (c) and inserting a large quartz tube therein;
After step (d), the pellet-type mixed sample in the small quartz tube placed on the straight crucible is pushed into the center of the large quartz tube fitted in the electric furnace, and both sides of the large quartz tube are closed with a rubber stopper connected to the gas tube (e). )Wow;
(F) after the step (e) after raising the temperature of the electric furnace at a rate of 5 ℃ / min to 1050 ℃ for 24 hours and:
(G) slow cooling in an electric furnace at a rate of 0.5 ° C./min after step (f); Method for producing a spinel vanadate material, characterized in that it comprises a.
상기 제 1항에 있어서,
상기 단계(g)까지 1차 열처리를 끝낸 시료는 완전하게 결합하지 않은 α-Fe2O3와 V2O3가 있으므로 단계(a)에서부터 단계(g)까지의 과정을 7 내지 8회 반복을 하는 단계; 를 추가로 포함함을 특징으로 하는 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법.
The method of claim 1,
After the first heat treatment up to step (g), there are α-Fe 2 O 3 and V 2 O 3 that are not completely bonded, so the process from step (a) to step (g) is repeated 7 to 8 times. Doing; Spinel vanadate material, characterized in that it further comprises a.
상기 제 1항에 있어서,
상기 밀링하는 단계(a)에서, 아세톤을 첨가하는 것은 결합력을 좋게 하기 위한 것이고, 밀링은 아세톤을 10 ml/1g 첨가한 후 마노에서 1시간 동안 곱게 갈아 분쇄하는 것을 특징으로 하는 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법.
The method of claim 1,
In the milling step (a), the addition of acetone is to improve the binding force, the milling of the spinel vanadate material, characterized in that finely ground for 1 hour in agate after adding 10 ml / 1g of acetone Manufacturing method.
상기 제 1항에 있어서,
상기 큰 석영관의 양쪽을 막는 단계(e)에서, 테프론 테이프로 산소가 침투하지 못하도록 고무마개와 석영관의 이음 부분을 감는 것을 특징으로 하는 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법.
The method of claim 1,
In step (e) of blocking both sides of the large quartz tube, a method of manufacturing a spinel vanadate material, characterized in that the rubber stopper and the joint portion of the quartz tube are wound to prevent oxygen from penetrating into the Teflon tape.
상기 제 1항에 있어서,
상기 단계(f)에서, 혼합시료(pellet)의 산소와 수소가 반응하도록 Ar+H2(5%) 혼합가스를 전기로의 석영관 안으로 흘려보내는 것을 특징으로 하는 스피넬 바나데이트 물질의 제조방법.
The method of claim 1,
In the step (f), the Ar + H 2 (5%) mixed gas flows into the quartz tube of the electric furnace so that the oxygen of the mixed sample (pellet) and hydrogen react.
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