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Occupation sites and valence states of Co dopants in (La, Co)-codoped M-type Sr ferrite; $$^{57}$$Fe and $$^{59}$$Co nuclear magnetic resonance studies

La, Co共置換したM型SrフェライトにおけるCo置換子の占有サイトと価数状態; $$^{57}$$Fe and $$^{59}$$Co核磁気共鳴による研究

酒井 宏典; 服部 泰佑; 徳永 陽; 神戸 振作; 植田 浩明*; 谷奥 泰明*; 道岡 千城*; 吉村 一良*; 高尾 健太*; 下田 愛子*; 和氣 剛*; 田畑 吉計*; 中村 裕之*

Sakai, Hironori; Hattori, Taisuke; Tokunaga, Yo; Kambe, Shinsaku; Ueda, Hiroaki*; Tanioku, Yasuaki*; Michioka, Chishiro*; Yoshimura, Kazuyoshi*; Takao, Kenta*; Shimoda, Aiko*; Waki, Takeshi*; Tabata, Yoshikazu*; Nakamura, Hiroyuki*

La, Coを共置換した六方晶SrフェライトにおけるCo置換子の占有サイトと価数、スピン状態を$$^{57}$$Feと$$^{59}$$Co核磁気共鳴(NMR)法によって調べた。単結晶、多結晶試料のゼロ磁場、外部磁場NMRを測定した。フェリ磁性体M型Srフェライトには、上向きスピンをもつ$$12k$$, $$2a$$, $$2b$$,の3つのFeサイトと 下向きスピンの$$4f_1$$, $$4f_2$$の2つのFeサイトがある。NMRスペクトルの比較の結果、La$$^{3+}$$とCo$$^{2+}$$の電荷補償が効いて、大部分のCo$$^{2+}$$$$4f_1$$サイトに入っていて、未消失の小さな軌道磁気モーメントを有している一方、残りの少量Co$${2+}$$イオンは、大きな起動磁気モーメントを有し、$$12k$$, $$2a$$, $$4f_2$$の八面体サイトに分布していると考えられる。

To specify preferential occupation sites of Co substituents and to clarify charge and spin states of Co ions in (La, Co)-cosubstituted hexagonal magnetoplumbite-type (M-type) Sr ferrite, $$^{57}$$Fe and $$^{59}$$Co nuclear magnetic resonance (NMR) spectra are measured under zero and external magnetic fields using powdered and single crystalline specimens. To a considerable degree, the charge compensation between La$$^{3+}$$ and Co$$^{2+}$$ works in the equal (La, Co)-codoped case, where more than half of the Co ions are considered to be present in the minority spin $$4f_1$$ sites at the center of the oxygen tetrahedra, with the $$S$$ = 3/2 state carrying a small orbital moment owing to spin-orbit interaction. The remaining small number of high-spin Co$$^{2+}$$ ($$S$$ = 3/2, $$L$$ = 1) ions with unquenched orbital moments would be distributed to the other octahedral $$12k$$, $$2a$$, and $$4f_2$$ sites.

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パーセンタイル:59.26

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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