2018 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis of multiferroic composite materials by undercooling solidification using contanireless process
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16K14426
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| Research Institution | Chiba Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小澤 俊平 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (80404937)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 無容器凝固 / マルチフェロイック材料 / ガスジェット浮遊 / 過冷却 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
強磁性と強誘電性を有するマルチフェロイックマテリアルには，新しい記録媒体としての可能性が期待されている．その対象として，六方晶のLnMnO3（h-LnMnO3, Ln:希土類元素）が有力視されているが，磁気変態点が～100K と低く，加えて反強磁性であることが実用化への妨げになっている．一つの解決法として，強磁性相と強誘電性相のナノスケールでの複合化が挙げられるが，未だその手法は確立されていない．
この点に関して，本研究では平成２９年度までの結果から，酸素分圧を１atmとした場合，0.6LuFeO3-0.4Fe3O4組成において，共晶のような組織を示すことを明らかにしている．ただし，Fe3O4のモル分率の増加は，h-LuFeO3に替わって安定相の斜方晶（o-LuFeO3）を生成させる問題も明らかとなった．
この点に関して，LuFeO3試料のLuの一部をSc置換したり，Feの一部をMn置換したりすると，h-LuFeO3が安定化するとの報告がある．そこで平成３０年度の研究では，このSc置換およびMn置換した系を過冷凝固させ，強誘電性相と強磁性相との微細複合化の可能性を探った．その結果，Lu0.6Sc0.4FeO3-Fe3O4試料ではh-LuFeO3が安定化したものの新たな未知相の生成が示唆され，目的としたh-LuFeO3とFe3O4の複合化には至らなかった．一方，Feの一部をMnに置換したLu(Mn1-ｙFeｙO3)-MnFe2O4系試料では，目的としていた強誘電性のh-Lu(Mn0.33Fe0.67)O3と強磁性MnFe2O4の極めて微細な共晶組織が得られた．
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