2021 Fiscal Year Annual Research Report
Precise study on the optical and dielectric response of the stoichiometric iron based electronic ferroelectrics
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19H01827
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
池田 直 岡山大学, 自然科学学域, 教授 (00222894)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沖本 洋一 東京工業大学, 理学院, 准教授 (50356705)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 電子強誘電体 / RFe2O4 / LuFe2O4 / YbFe2O4 / YFe2O4 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
物質中で、電子が対称中心を消失するように自発的に整列する電子強誘電体は、今まで知られていた強誘電体よりも遥かに高速・低エネルギーで動作することが期待され、その存在の確認と基礎理解が待たれていた。
本研究により、複電荷鉄化合物RFe2O4(R:希土類)が室温より高い相転移温度を持つことや磁気秩序が共存するなど、特異な電気磁気相関応答を示すことが世界で初めて確定した。この10年間、本物性の存在確認について、世界的な研究が行われてきたが、我々は化学当量性を精密に制御する単結晶合成方法を開発し、初めて化学当量の正確な単結晶を得た。これに対し今まで観測されていなかった強誘電性を示すSHG測定を、世界に先駆けて報告することができた。
さらに、誘電緩和分布を正当に評価する新しい解析方法（逆インピーダンス解析）を、電機磁気効果観測に利用することを着想し、今まで知られていた誘電分散解析よりも電荷秩序ドメイン分布評価を伴う、より精密な解析を実現した。これを用い、世界に先駆けてRFe2O4の電磁気磁気応答の精密解析を報告した。
この精密合成方法の知見を活かし、化学当量の単結晶薄膜の合成にも成功した。
さらに電子型強誘電体のみならず、従来型の強誘電体においても、自発分極の存在するときには内部電場が発生しており、これに伴い伝導バンド構造が屈曲することや、これによるキャリア移動のため、強誘電体に接触するナノ金属の電荷状態が変調されることも見出し、報告することができた。
これらの成果は、国際会議（招待講演含む）、国内会議で報告した。またいくつかの報道機関を通じ広報された。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] 第二次高調波発生から見たLuFe2O4 結晶の電子強誘電性2022
Author(s)
于洪武, 森田敦也, 石川忠彦, 腰原伸也, 深田幸正, 藤原孝将, 池田直, 岸田晶穂, 伊藤毅, 岩井伸一郎, 沖本洋一
Organizer
日本物理学会 第76回年次大会,
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[Presentation] 電子強誘電体YbFe2O4薄膜結晶の非線形光学測定2021
Author(s)
于洪武, 田久保耕, 石川忠彦, 腰原伸也, 阪上拓巳, 大田怜佳, 藤井達生, 深田幸正, 藤原孝将, 池田直, 沖本洋一
Organizer
日本物理学会 2021年秋季大会
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