ソフト化学プロセスによるマルチフェロ実現のための層状ペロブスカイトの構造最適化

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09F09087
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 伊藤 満 Tokyo Institute of Technology, 応用セラミックス研究所, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): THATHAN Sivakumar 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 外国人特別研究員
• Keywords: ソフトプロセス / マルチフェロイック / ペロブスカイト

Research Abstract

本年度は以下の項目の実験を行った。
(1)RP構造を有し、d^0,d^n遷移金属を含む化合物にハロゲンを挿入して誘電性と磁性を調べた。
A_2Ln_2Ti_1MO_<10>Xは新規化合物であり、X=Clに関しては粉末と単結晶を得ることに成功し、結晶構造解析と電気的・磁気的測定を行っている。
(2)RP構造を有し、d^2遷移金属を含む化合物に1つあるいは2つのハロゲン(Cl,F)を挿入することでd^1あるいはd^0へと遷移金属を還元した。d^1は主に強磁性、d^0は強誘電性に着目した。
LnSrVO_4XとLnSrVO_4F_2は、新規強誘電体である可能性を調べた。現在までのところ、800K付近に誘電異常を観測し、詳細な解析を進めている。
(3)RP構造を有し、フッ素挿入したd^n遷移金属を含む化合物に塩素を挿入してハロゲンが交代層を形成する規則化RP相を作成して磁性の強誘電性を調べた。
LnSrMn_4FClとLn_<1.2>Sr_<1.8>Mn_2O_7FClについては、転移点が50K以下の反強磁性体であることが判明した。現在、室温および極低温域での構造解析を進めている。
(4)[CuO_2]シートを有するA相へのハロゲン挿入によるRP化を行った。
(Bi_2O_2)SrCu_2O_4,と関連するA相は、ハロゲン挿入に伴って電気伝導性が急速に低下して絶縁体化するため、元素置換により中心対称性を消失させて、強誘電体化を図ることの妥当性を確認した。
以上の結果をもとに、イオン挿入によるRP⇔DJ相の可逆的変化と、結晶の対称性の変化と構造、電気的・磁気的性質の変化を系統的に解釈する目途が立った。