A-7 ガーネット型 (Y1−xGdx)3Fe5O12 系のフェリ磁性室蘭工業大学 ○ 山岸拓海, 阿波加淳司, 戎修二, 【序論】ガーネット型化合物は C, A, D 3 つの陽イオンサイトをもち、化学式は{C }3[A ]2(D )3O12 で表さ {Y1-xGdx}3Fe5O12 磁束計をもちいた。【結果】室温での格子定数は、12.377 Å (Y3Fe5O12), H = 10.0 kOe 15 nB / µB mol-f.u. は固相反応法により合成し、磁化測定は SQUID 永田正一 20 れる。C サイトが希土類イオン Y3+, Gd3+である置換型希土類鉄ガーネット{Y1−xGdx}3Fe5O12 のフェリ磁性について実験結果を報告する。試料近澤進, x = 1.0 10 12.471 Å (Gd3Fe5O12)であり、置換量 x に対して x = 0.8 x = 0.6 x = 0.0 x = 0.4 x = 0.1 x = 0.2 5 x = 0.3 直線的に変化し Vegard 則に従う。図 1, 図 2 に磁化測定結果を示す。図 1 に示すように Curie 温度は置換量 x によらず約 560 K で一定である。Y3Fe5O12 (x = 0.0)の磁気モーメント 0 0 200 400 600 T/K は温度上昇に伴い単調に減少する。Y3+を Gd3+ 図 1. 磁気モーメントの温度依存性に置換していくと、磁気モーメントがある温度 (x = 1.0)では 290 K である。図 3 は 5.0 K での磁気モーメント nB の x 依存性である。nB の実験値は nB = | 21x − 5.0 |の関係式と近似的に等しい。 A サイトの Fe3+ 2 個と D サイトの Fe3+ 3 個の 20 h {Y1-xGdx}3Fe5O12 nB / µB mol-f.u. で極小をとるような曲線を描く。この極小温度 (補償温度)は x の増大と共に上昇し、Gd3Fe5O12 g T = 5.0 K f a 0 e b a: b: c: d: モーメントは互いに逆向きで、反強磁性相互作用が働き、Fe3+ 1 個に相当する 5 µB が打ち消されずに残る。C サイトの Gd3+は 1 個あたり 7 µB -20 -10 x = 0.0 , x = 0.1 , x = 0.2 , x = 0.3 , d e: f: g: h: c x = 0.4 x = 0.6 x = 0.8 x = 1.0 0 10 H / kOe で、A − D 間の残った 5 µB と反強磁性相互作用が図 2. 磁化曲線 ( nB 対 H ) 働いている。この反強磁性相互作用は A − D 間とトは 21 µB と大きいため、図 1 のような曲線を描く。【結論】種々の R (rare earth)元素による、希土類鉄ガーネット R3Fe5O12 の磁化の温度依存性は、置換系 {Y1−xGdx}3Fe5O12 でもほぼ類似して再現できることがわかった。 20 nB / µB mol-f.u. 比較し弱く、C サイトの Gd3+ 3 個分のモーメン {Y1-xGdx}3Fe5O12 H = 10.0 kOe 15 T = 5.0 K 10 5 0 nB = |21x - 5.0| 実験値 0 Y 0.2 0.4 0.6 x 0.8 1 Gd 図 3. nB の x 依存性 ( T = 5.0 K )