2008 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Novel States of Matter Induced by Frustration |
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| Project/Area Number |
19052001
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
有馬 孝尚 Tohoku University, 多元物質科学研究所, 教授 (90232066)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野田 幸男 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80127274)
石原 純夫 東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (30292262)
梶本 亮一 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究員 (30391254)
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| Keywords | 強相関電子系 / 磁気記録 / 磁性 / 低温物性 / 強誘電体物性 |
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| Research Abstract |
[サイクロイドと強誘電性]サイク ロイド型磁気秩序が誘起する電気分極に対する磁場効果を調べるため、一種類の磁性イオンからなる磁気誘電体MnWO_4においてサイクロイドのヘリシティと電気分極の向きの対応関係を偏極中性子回折により明らかにした。また、電気分極の90度回転の際にサイクロイドへの斜め磁場成分が、電気磁気ドメイン壁のスピン回転面のねじれ方向を決定することを発見し、これを利用した電気分極の180度反転に成功した。一方、RMn_2O_5は電気分極の発現機構がまだ明らかになっていない。R=Tmの系について、温度によって電気分極がb軸方向からa軸方向に90度回転する分極フロップ現象を見つけた。中性子回折により、磁気構造の変化が同時に起きていることも示した。これは、サイクロイド型機構を強く示唆する結果である。また、HoMn_2O_5の温度圧力相図を圧力下の中性子磁気散乱により明らかにして電気分極秩序の相図と一対一の関係にあることを示した。
[理論研究]電子型強誘電体における電気分極の安定性について、電子相関と電荷揺らぎの効果を変分モンテカルロ法により解析した。フラストレーションが強いパラメータ領域において、量子揺らぎとの相乗効果により電気分極が出現することを見出した。
[実験手法開発]磁性強誘電体など電気リークのある強誘電体ではD-E履歴を正確に測定することが難しかった。そこで、二重波法という新しい方法を提案し、実際にRMn_2O_5において正確な履歴曲線の温度依存性を得ることに成功した。
[スピン揺らぎ]強いフラストレーションを有する三角格子反強磁性強誘電体CuCrO_2における磁気相関のドーピングによる変化を中性子散乱実験によって調べた。この系では磁気転移温度箱より高温から二次元的な相関が発達し、TN以下でさらに三次元的な相関が発達するが、CuサイトにAgをドープすることにより動的な二次元的相関が増大することが明らかになった。
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