2009 Fiscal Year Annual Research Report
超高圧下における交換反応及び水熱反応を利用した新奇磁性強誘電体の開発
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21750069
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
石渡 晋太郎 The Institute of Physical and Chemical Research, 交差相関物質研究チーム, 基幹研究所研究員 (00525355)
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| Keywords | マルチフェロイックス / ペロブスカイト型マンガン酸化物 / 高圧合成 / 電気磁気効果 / 対称性交換歪み |
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| Research Abstract |
本年度は、最も有名な磁性強誘電体の一つであるペロブスカイト型RMnO_3の中でも、コリニアーなE型反強磁性転移に起因した巨大な分極を示すことが知られている小さい希土類金属イオンを含む系に着目した。この系は合成に高圧を必要とするために研究が遅れていた。まず、FZ法で作製した六方晶型RMnO_3の単結晶試料を出発物質として高温高圧処理を行うことで、誘電測定に適した良質な多結晶体を得ることに成功した。さらにサイクロイド型らせん磁性を示す系も含む一連のペロブスカイトRMnO_3(R=Eu_1-xY_xY_1-yLu_y Ho, Er, Tm, Yb)の磁性・誘電生・分極の測定を行い、電気磁気相図を完成させた。また、E型反強磁性相がRイオンの大きさ・磁気モーメントの有無に依らずほぼ一定の電気分極を示すことを見いだし、単結晶が得られているEu_0.6Y_0.4MnO_3を比較参照物質とすることで、E型反強磁性相の純粋な分極の大きさを5000μC/m^2程度と見積もった。この値は理論計算によって提案されている分極(P>50000mC/m^2)よりも一桁程度小さいが、サイクロイド型らせん磁性相と比較すると数倍から10倍程度大きい。残念ながらE型反強磁性相の磁場に対する分極の応答は小さいことが分かったが、サイクロイド型らせん磁性相との境界近傍において、電気磁気効果が増大することが確認された。これは二重臨界点近傍で異なるマルチフェロイック相が競合・共存しているためだと考えられる。本研究は、交換相互作用に支配されたらせん磁性相と対称性交換相互作用に支配されたコリニアー反強磁性相という二種類のマルチフェロイック相を含むペロブスカイト型RMnO_3の全貌を解明するものであり、マルチフェロイックの分野に与えるインパクトは大きいと期待される。
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[Presentation] 斜方晶RMnO_3(R=Y, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)における磁気強誘電性のAサイト依存性2009
Author(s)
石渡晋太郎, 金子良夫, 高橋陽太郎, 徳永祐介, 徳永将史, 有馬孝尚, 島野亮, 田口康二郎, 十倉好紀
Organizer
日本物理学会2009年秋期大会
Place of Presentation
熊本
Year and Date
2009-09-27
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[Presentation] 斜方晶RMnO_3(R=Y, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)における電場誘起による磁気励起の観測2009
Author(s)
高橋陽太郎, 石渡晋太郎, 金子良夫, 貴田徳明, 田口康二郎, 島野亮, 十倉好紀
Organizer
日本物理学会2009年秋期大会
Place of Presentation
熊本
Year and Date
2009-09-27
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