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본 내용에 대하여 관련 기관이 연구를 많이 하는데,Sweden의 Royal Institute of Technology,Dept.of Materials Science and Engineering의 자료를 중심으로 하여 답변을 하도록 하겠습니다. 내용에 앞서서 반도체에 자성물질을 doping하여 자성mechanism이 나타나는 현상에 대하여 아직까지 명확하게 판정되어 있지 않고 있습니다. 자성monent를 나타내는 물질에 Mn, Fe, Co, Ni, Cu가 있는데, 이중에서 Mn의 자기 모멘트가 5로써 가장 높게 나옵니다.(단위 생략) ZnO는 n-type반도체 물질에 해당하고,Mn은 p-type인 d형 전이금속에 해당 함은 아시리라 생각합니다.따라서 ZnO는 전자의 donor로써 기능하고, Mn은 acceptor로써 기능하게 됩니다. 이와 같이 반도체에 spin성을 가진 magnetic element를 첨가함으로써 이루어 지는 반도체라 하여 Spintronics 또는 Diluted magnetic semiconductor라고 하며,Magnetic memory:MRAM, Magnetic switch, Spin valve에 적용되므로 개발이 활발히 이루어 지고 있습니다. Doping함에 따른 자성의 변화를 식으로 굳이 나타낸다면 x(10-m)μB로 나타낼 수 있지만, 이는 어디까지나 이론적인 식에 해당하며, 실제의 측정을 통하여 이루어 져야 합니다(SQUID magnetometry, Ferromagnetic resonance spectroscopy등). 그리고 MnZnO를 상온에서 사용하여야 하는데,상온에서 적절한 결과를 얻는 것이 중요하겠습니다. 즉, 이는 이론식에 의하면 상온에서의 결과는 얻을 수 없다는 것입니다.Room temperature ferromagnetism을 나타내는 것이 중요하며,MnZnO를 만드는 방법에서도 차이가 있으며, 열처리에서도 차이가 난다는 것입니다. 위의 연구기관에서 여러가지 조건에서 실험하여 data를 낸 결과 Mn을 2 at %로 처리한 것이 상온에서 결과가 좋으며, 열처리 온도는 500C에서의 결과가 좋은 것으로 발표하고 있습니다. 이때의 Mn ion당 average magnetic moment는 ~0.16μB per Mn ion으로 나타난다고 발표하고 있습니다. 이를 식으로 나타내면 Mn0.02Zn0.98O가 되겠습니다. 도움이 되기를,그리고 다른 분의 좋은 추가 답변을 참고하시기를 바랍니다.

아마도 님 께서는 실험 data를 가지고 Bohr magneton단위로 effective magnetic moment 또는 saturation moment를 계산하려고 하시는 것 같은데요, 구체적인 계산방법은 다음과 같습니다. 1. effective magnetic moment 계산 법 static magnetic field하에서 온도에 따른 magnetic susceptibility를 측정합니다. 그럼 magnetic susceptibility는 대부분 고온에서 Curie-Weiss behavior를 따를텐데요 Chi = C/(T-Theta), 여기서 chi: magnetic susceptibility, C: Curie constant, T: 온도, Theta: Weiss temperature 입니다. 1/chi를 그리면 (T-Theta)/C로써 고온에서 linear plot이 될 것입니다. 그러면 C와 Theta를 fitting해서 best fitting 값을 얻습니다. Curie constant C = N*p^2*uB^2/(3*k) 이므로, 여기서 N: Avogadro no., p: effective magnetic moment, uB: Bohr magneton, k: Boltzman constant 입니다. 우리가 알고 싶은 것은 effective magneitic moment p입니다. p는 이론적으로 p=g*sqrt(J(J+1))인데 g는 gyro magnetic ratio로써 양자역학 책을 찾아보세요. 식을 다 쓰기 힘듭니다. Mn의 spin configuration에 따라 이는 이론적으로 정확히 계산할 수 있습니다. 고체물리의 Hund 규칙을 알면 되지요. 여기서 알고 싶은 것은 실험적인 값 p입니다. 상수를 넣어서 p를 계산하면 p^2 = 7.9968*C가 됩니다. C는 온도에 따른 1/chi의 linear fitting으로 값을 얻었으므로 p를 계산할 수 있는데 그것이 effective magnetic moment입니다. 2. Saturation magnetic moment 계산 법 Saturation magnetic moment를 u_sat라고 하면 u_sat = gJ로 표현할 수 있습니다. 이는 극저온에서 자기장에 따른 magnetization을 측정하면 강자성일 경우 평평한 구간이 생기면서 saturation magnetization이 보이게 됩니다. 이때 magnetic moment를 Bohr magneton 값으로 환산할 수 있습니다. saturation magnetic moment를 Bohr magneton으로 표현하려면 emu값에 분자량을 곱하고 아보가드로 수와 Bohr magneton, 질량으로 나누면 됩니다. 이를 식으로 나타내면 emu*MW/(5582.5207*mass) 입니다. 그러면 단위가 Bohr magneton으로 표시되고 Mn-doped ZnO에서 자기 모멘트는 Mn에서 나오므로 이것이 Mn ion당 자기 모멘트 값입니다. > 안녕하세요. > > 다름이 아니라 Mn doped ZnO 자성체에서 Magnetization 값을 > > 가지고 Mn 이온당 보아바그네톤값을 계산하고자하는데 정확히 계산하는 > > 방법이 있으면 조언을 부탁드립니다. > > 관련 논문을 보면 논문에 따라 계산된 값의 차이 나서 말이죠. > > 좋은 정보 있으시며 부탁드립니다.

>안녕하세요.>> 다름이 아니라 Mn doped ZnO 자성체에서 Magnetization 값을 >> 가지고 Mn 이온당 보아바그네톤값을 계산하고자하는데 정확히 계산하는>> 방법이 있으면 조언을 부탁드립니다.>> 관련 논문을 보면 논문에 따라 계산된 값의 차이 나서 말이죠.>> 좋은 정보 있으시며 부탁드립니다. 관련 계산법을 설명하는 자료를 첨부합니다.