Magnetic structural characterization of Mg-Co-Cr ferrite by neutron diffraction

中性子回折によるMg-Co-Cr系フェライトの磁気構造に関する研究

Yunus, S. M.*; 山内 宏樹   ; Zakaria, A. K. M.*; 井川 直樹   ; 星川 晃範; 石井 慶信

Yunus, S. M.*; Yamauchi, Hiroki; Zakaria, A. K. M.*; Igawa, Naoki; Hoshikawa, Akinori; Ishii, Yoshinobu

スピネル酸化物系MgCoCrFeO(, 0.25, 0.50, 0.75, 1.0)の粉末中性子回折の温度依存性を調べた。データは10-810Kの温度範囲で測定し、リートベルト法を用いて結晶構造及び磁気構造を解析した。解析の結果、の異なる5つの組成すべてにおいて副格子磁気モーメントの秩序化が見られた。置換によるの増加に伴って、秩序化した磁気モーメントの大きさは減少する傾向を示した。これはの増加によりフェリ磁性秩序が徐々に弱まっていることを意味する。一方、組成=1.0のキュリー温度以下での測定において、1,1,1ブラッグ反射の近傍に大きな散漫散乱が見られた。これは、短距離磁気スピンのクラスターが温度の変化に伴って成長していると考えられる。以上の特徴から、組成0.75の範囲では磁気モーメントの傾いたフェリ磁性秩序が、組成=1.0ではスピングラス様の転移が起きていると考えられる。

Temperature dependent neutron diffraction studies were done on the spinel oxide system MgCoCrFeO (, 0.25, 0.50, 0.75 and 1.0). Neutron diffraction data recorded in the temperature range 10,,810 K were analyzed in the Rietveld method. Ordered sublattice magnetic moments of the five compositions of the spinel series at various temperatures were deduced from the analysis. A decreasing ordered moment with increasing substitution () was found indicating a gradual weakening of ferrimagnetic order. Huge diffuse signals around the 1,1,1 Bragg diffraction peak were found in the neutron patterns of the composition ,=,1.0 below the Curie temperature manifesting a build-up of short-range magnetic spin clusters. The observed features suggest a canted ferrimagnetic structure in the composition range ,,0.75 and a semi-spin glass like transition at ,=,1.0.