2016 Fiscal Year Annual Research Report
Spin-chirality-driven ferroelectricity on perfect triangular lattice antiferromagnets
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26400329
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
三田村 裕幸 東京大学, 物性研究所, 助教 (60282604)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
榊原 俊郎 東京大学, 物性研究所, 教授 (70162287)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | スピンカイラリティ / マルチフェロイック / スピンフラストレーション / 三角格子 / パルス磁場 / 中性子散乱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は候補物質CsFe(MoO4)2の単結晶の作成に成功した。この物質は先行研究にて粉末試料が作成されており室温での結晶空間群はP-3m1であるが低温では構造相転移を起こしP-3となることが知られている。P-3は我々による磁気対称性の考察ではスピンカイラリティによって強誘電性が現れても良いと考えている結晶空間群の１つである。この物質について定常磁場中で磁化及び誘電率を測定した。まず、磁化測定により大まかな磁気相図を決定し、これがRbFe(MoO4)2と同様に三角格子反強磁性体の理論予想と非常に良い対応を示すことを確認した。次に誘電率測定によりネール温度付近に鋭いピークを確認した。これはこの物質が磁性に由来した強誘電性が現れる可能性が高いことを示している。実際の自発電気分極の観測はこれからであるが、これらの予備実験の結果は我々の理論予測を概ね支持するものである。将来的には磁気構造が面内１２０度構造であるかどうかを中性子散乱で確認した上で、パルス磁場中の焦電測定により電気分極の磁場スキャンを行い、RbFe(MoO4)2と同様にスピンカイラリティ由来の強誘電性が発現していることを確認する予定である。
また、本年度は本研究で使われている”スピンカイラリティ”という概念が本来の「カイラリティ」の意味と整合するかどうかについて考察をなった。「カイラリティ」の元々の意味は「空間内の回転や時間反転では性質を変えずに空間反転や鏡映によって性質を変えるもの」である。これをそのまま解釈すると数学的には擬スカラーで記述されなくてはならないが、三角格子の”スピンカイラリティ”の場合には通常のスカラーであるためこれに該当しない。研究代表者三田村はこの内容を日本物理学会誌71(2016)857-858に投稿し、「カイラリティ」とは別の概念を構築する必要があることを提示した。
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| Remarks |
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