X-선을 이용한 $Co_{1-x}Ga_x$ 합금계의 화학구조와 전자구조

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기타언어초록

전이금속 갈라이드는 고온 응용성이 높은 물질로 관심을 모으고 있다. CsCl구조를 갖는 것으로 알려진 넓은 조성 범위에서 전이금속 갈라이드에 대해 물리적 특성과 전자구조의 상호관계에 대해 체계적인 연구를 하였다. $Co_{l-x}Ga$ $_{x}$ 합금($0.35leq$x$leq0.55$)을 arc-melting 방법으로 제작하였으며, 합금 제작 후 시료의 균질성을 높이기 위해 $1000 ^{circ}C$에서 48시간동안 열처리하였다. 결정 구조를 알아보기 위해 x-ray diffraction을 측정한 결과, 이 조성 범위 안에서 모두 CsCl(B2)구조를 갖는 것으로 밝혀졌다. 화학적 상태와 전자 구조를 알아보기 위해서 x-선 광전자 분광, 그리고 x-선 흡수끝머리 부근 미세구조 (XANES)를 측정하였으며, 조성에 따라 서로 다른 물리적 특성을 보였다. 합금제작 과정에서 시료의 산화가 이루어졌으며 포함된 산소는 Ga과 결합하여 $Ga_2O_3$상을 이루었다. 전자 구조적으로 Co의 d 전자와 Ga의 p 전자사이의 p-d hybridization에 의해 합금이 형성되었다.

기타언어초록

Transiton-metal gallides attract wide interest as a candidate for high-temperature structural materials. In a wide composition range, in which it was known that Co-Ga alloy have CsCl (B2) crystallographic structure, a systematic study on the correlation between physical properties and electronic structures of Co-gallides was performed. $Co_{l-x}Ga$ $_{x}$ alloys ($0.35leq$x$leq0.55$) were prepared by arc-melting method and were annealed at $1000 ^{circ}C$ for 48hour to increase the homogeneity. In this composition range all the prepared alloys have the CsCl (B2) structure. The chemical states and the electronic structure were studied by using x-ray photoemission spectroscopy (XPS), and x-ray absorption near-edge structure (XANES), and exhibit different physical properties depending on the composition. During the annealing, a significant oxidation has happened and all the oxygen atoms are incorporated with the Ga atoms to form a $Ga_2O_3$ phase. In a view point of electronic structure, the $Co_{l-x}Ga$ $_{x}$ alloys were formed by the Ga(p) - Co(d) hybridization.

키워드

CoGa 합금 X선 광전자 분광법 x-선 흡수끝머리 부근 미세구조 p-d hybridization CoGa alloy SXPS p-d hybridization XANES

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