2016 Fiscal Year Annual Research Report
Magnetic and dielectric response in spin-lattice coupled system
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26400369
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
満田 節生 東京理科大学, 理学部第一部物理学科, 教授 (90183962)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | スピンフラストレーション / 一軸応力 / 交差相関物性 / スピン格子複合形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、スピン誘導型強誘電体のモデル物質である酸化物CuFeO2における100MPaまでの磁気ピエゾ効果のこれまでの研究成果を踏まえ、1GPaまでの高い一軸応力下におけるスピン・格子複合系における特徴的な磁気・誘電応答を探査することを目的に研究を始めた。
[1] これまで、既知の螺旋型磁気秩序(FE-ICM相)により自発電気分極を示す基底状態の高温側に、一軸応力下で(FE2相と呼んだ）新たな強誘電相が出現することを、微量希釈試料CuFe1-xGaxO2(x=0.035)において明らかにして来たが、その探査を4SL相を基底状態に持つx=0.018試料ならびにOPD相を基底状態に持つx=0.05Al希釈試料に拡張し,系統的な自発分極・誘電率測定,中性子回折実験＠ドイツHZB施設を行い、[温度-応力]誘電磁気相図におけるFE2相の出現の全体像を得た。
[2] ２等辺三角格子CoNb2O6において2等辺の頂点(a軸)方向および底辺(b軸)方向に一軸圧力印加することによって結晶格子を変形させ交換相互作用定数を制御する探査について、b軸方向と同様な交換相互作用定数の変化を示すことが判明したc軸方向にp＝１GPaまでの一軸圧力下で中性子回折実験を行った。その結果、p～650MPaでIC-PM転移温度におけるIC磁気伝搬波数qがγ=1に対応した1/3を示し、2等辺三角形の底辺方向が反強磁性配列をする反強磁性磁気秩序（AFb）から底辺方向が強磁性配列を持つ反強磁性磁気秩序（AFa）に切り替わる相転移が観測され、Stephensonの厳密解が示唆するように、p＝１GPa（γ～0.90）ではp＝０GPa（γ～1.33）と全く異なる磁場・温度磁気相図を得ることができた。その意味で、本実験では一つの物質の中で交換相互作用定数を制御しγ=1のワニエ点を横切ったと言える。
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Research Products
(3 results)
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[Journal Article] Uniaxial pressure effects on spin-lattice coupled phase transitions in a geometrical frustrated magnet CuFeO22016
Author(s)
H. Tamatsukuri, S. Aoki, S. Mitsuda, T. Nakajima, T. Nakamura, T. Itabashi, S. Hosaka, S. Ito, Y. Yamasaki, H. Nakao, K. Prokes and K. Kiefer
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Journal Title
PHYSICAL REVIEW B
Volume: 94
Pages: 174402-(1)-(7)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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