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

• 研究課題/領域番号: 21750069
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 石渡 晋太郎 独立行政法人理化学研究所, 大学院・工学系研究科, 特任准教授 (00525355)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2009年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 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 / 放射光X線回折 / 強相関電子系 / 単結晶構造解析 / フラストレーション / 対称性交換歪み

研究概要

Eu_<1-x>Y_xMnO_3及びY_<1-x>Lu_xMnO_3の常圧相の単結晶を高圧処理することで、誘電損失の少ないペロブスカイト相の多結晶体を得ることに成功し、RMnO_3の電気磁気相図の全容を明らかにした。さらにE型反強磁性相の分極の磁場応答は、らせん磁性相に近い領域で大幅に増大することを見いだした。また、高圧下水熱反応を利用することで、ペロブスカイト型YMnO_3の結晶を育成し、磁性誘起強誘電相における強誘電的格子変位を放射光X線を用いて観測することに初めて成功した。

研究成果

• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kurumaji, S.Seki, S.Ishiwata, H.Murakawa, Y.Tokunaga, Y.Kaneko, Y.Tokura
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 106 ページ: 167206-167206
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Nakao, T.Murata, D.Bizen, Y.Murakami, K.Ohoyama, K.Yamada, S.Ishiwata, W.Kobayashi, I.Terasaki
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 80 ページ: 23711-23711
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Kida, S.Kumakura, S.Ishiwata, Y.Taguchi, Y.Tokura
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 83 ページ: 64422-64422
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Ishiwata, T.Nakano, I.Terasaki, Y.Uwatoko, H.Nakao, Y.Murakami, M.Takano
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 83
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: X.Z.Yu, N.Kanazawa, Y.Onose, K.Kimoto, W.Z.Zhang, S.Ishiwata, Y.Matsui, Y.Tokura
  • 雑誌名: Nature Materials 10 ページ: 106-109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Near room-temperature formation of a skyrmion crystal in thin-films of the helimagnet FeGe (2011)
  • 著者名/発表者名: X.Z.Yu, N.Kanazawa, Y.Onose, K.Kimoto, W.Z.Zhang, S.Ishiwata, Y.Matsui, Y.Tokura
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 10 ページ: 106-109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Uniaxial Colossal Magnetoresistance in the Ising Magnet SrCo12O19 (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Ishiwata, T.Nakano, I.Terasaki, Y.Uwatoko, H.Nakao, Y.Murakami, M.Takano
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gigantic terahertz magnetochromism via electromagnons in the hexaferrite magnet Ba2Mg2Fe12O22 (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Kida, S.Kumakura, S.Ishiwata, Y.Taguchi, Y.Tokura
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orbital Ordering of Intermediate-Spin State of Co3+ in Sr3YCo4O10.5 (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Nakao, T.Murata, D.Bizen, Y.Murakami, K.Ohoyama, K.Yamada, S.Ishiwata, W.Kobayashi, I.Terasaki
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 83
  • NAID: 210000108883
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tokunaga, Y.Kaneko, D.Okuyama, S.Ishiwata, T.Arima, S.Wakimoto, K.Kakurai, Y.Taguchi, Y.Tokura
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 105 ページ: 257201-257201
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Seki, T.Kurumaji, S.Ishiwata, H.Matsui, H.Murakawa, Y.Tokunaga, Y.Kaneko, T.Hasegawa, Y.Tokura
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ishiwata, D.Okuyama, K.Kakurai, M.Nishi, Y.Taguchi, Y.Tokura
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 81 ページ: 174418-174418
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ishiwata, Y.Kaneko, Y.Tokunaga, Y.Taguchi, T.Arima, Y.Tokura
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 81
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Takahashi, S.Ishiwata, S.Miyahara, Y.Kaneko, N.Furukawa, Y.Taguchi, R.Shimano, Y.Tokura
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutron diffraction studies on the multiferroic conical magnet Ba2Mg2Fe12O22 (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ishiwata, D.Okuyama, K.Kakurai, M.Nishi, Y.Taguchi, Y.Tokura
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cupric chloride CuCl2 as an S=1/2 chain multiferroic (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Seki, T.Kurumaji, S.Ishiwata, H.Matsui, H.Murakawa, Y.Tokunaga, Y.Kaneko, T.Hasegawa, Y.Tokura
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis, Structure, and Physical Properties of A-site Ordered Perovskites ACu3Co4O12(A=Ca and Y) (2010)
  • 著者名/発表者名: I.Yamada, S.Ishiwata, I.Terasaki, M.Azuma, Y.Shimakawa, M.Takano
  • 雑誌名: Chemistry of Materials 巻: 22 ページ: 5828-5332
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrons doped in cubic perovskite SrMnO3 : isotropic metal versus chainlike ordering of Jahn-Teller polarons (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Sakai, S.Ishiwata, D.Okuyama, A.Nakao, H.Nakao, Y.Murakami, Y.Taguchi, Y.Tokura
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiferroic M-type hexaferrites with room-temperature conical state and magnetically controllable spin helicity (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tokunaga, Y.Kaneko, D.Okuyama, S.Ishiwata, T.Arima, S.Wakimoto, K.Kakurai, Y.Taguchi, Y.Tokura
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric-dipole-active magnetic resonance in the conical-spin magnet Ba2Mg2Fe12O22 (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Kida, D.Okuyama, S.Ishiwata, Y.Taguchi, R.Shimano, K.Iwasa, T.Arima, Y.Tokura
  • 雑誌名: Physical Review B 80
  • 査読あり
• [雑誌論文]
  • 著者名/発表者名: D.Okuyama, S.Ishiwata, Y.Takahashi, K.Yamauchi, S.Picozzi, K.Sugimoto, H.Sakai, M.Takata, R.Shimano, Y.Taguchi, T.Arima, Y.Tokura
  • 雑誌名: Phys.Rev.B. 掲載決定
  • 査読あり
• [雑誌論文] Perovskite Manganites Hosting Versatile Multiferroic Phases with Symmetric and Antisymmetric Exchange Strictions
  • 著者名/発表者名: S.Ishiwata, Y.Kaneko, Y.Tokunaga, Y.Taguchi, T.Arima, Y.Tokura
  • 雑誌名: Physical Review B (印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Ishiwata
  • 学会等名: APS March Meeting 2011
  • 年月日: 2011-03-21
• [学会発表] Multiferroic Perovskite Manganites with Symmetric Exchange Striction (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Ishiwata
  • 学会等名: APS March Meeting 2011
  • 発表場所: ダラス,米国
  • 年月日: 2011-03-21
• [学会発表] Multiferroic Perovskite Manganites with Symmetric and Antisymmetric Exchange Strictions (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Ishiwata, D.Okuyama, Y.Takahashi, Y.Kaneko, H.Sakai, K.Sugimoto, Y.Tokunaga, R.Shimano, Y.Taguchi, T.Arima, Y.Tokura
  • 学会等名: The 3rd APCTP workshop on multiferroics
  • 発表場所: 新宿区早稲田大学
  • 年月日: 2011-01-18
• [学会発表] Multiferroic perovskite manganites synthesized under high pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ishiwata, Y.Kaneko, D.Okuyama, H.Sakai, Y.Tokunaga, Y.Taguchi, T.Anima, Y.Tokura
  • 学会等名: The 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: ワイキキ、米国
  • 年月日: 2010-12-16
• [学会発表] Anomalous Hall effect in the helimagnetic cubic perovskite SrFeO3 (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ishiwata, Y.Kaneko, M.Tokunaga, D.Okuyama, Y.Tokunaga, T.Arima, S.Wakimoto, K.Kakurai, Y.Taguchi, Y.Tokura
  • 学会等名: 2010 Opening Symposium of QS2C Theory Forum
  • 発表場所: 和光市 理化学研究所
  • 年月日: 2010-09-30
• [学会発表] (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ishiwata, Y.Kaneko, M.Tokunaga, Y.Taguchi, Y.Tokura
  • 学会等名: 日本物理学会平成22年度秋季大会
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] らせん磁性体SrFeO3における異常ホール効果と磁場誘起相転移 (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ishiwata, Y.Kaneko, M.Tokunaga, Y.Taguchi, Y.Tokura
  • 学会等名: 日本物理学会平成22年度秋期大会
  • 発表場所: 大阪府堺市 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ishiwata, D.Okuyama, H.Sakai, Y.Tokunaga, K.Sugimoto, Y.Taguchi, T.Arima, Y.Tokura
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] ペロブスカイト型YMnO3単結晶における磁気強誘電性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石渡晋太郎、奥山大輔、酒井英明、徳永祐介、杉本邦久、田口康二郎、有馬孝尚、十倉好紀
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] Relation between helimagnetic structure and electric polarization in Y-type hexaferrite Ba2Mg2Fe12O22 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石渡晋太郎, 奥山大輔, 加倉井和久, 西正和, 田口康二郎, 十倉好紀
  • 学会等名: Flipper 2010 International Workshop on Single-Crystal Diffraction with Polarized Neutrons, Grenoble
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2010-01-30
• [学会発表] (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ishiwata, D.Okuyama, K.Kakurai, M.Nishi, Y.Taguchi, Y.Tokura
  • 学会等名: Flipper 2010 International Workshop on Single-Crystal Diffraction with Polarized Neutrons
  • 発表場所: Grenoble
• [学会発表] Multiferroic Perovskite Manganites with Symmetric and Antisymmetric Exchange Strictions (2009)
  • 著者名/発表者名: 石渡晋太郎, 金子良夫, 徳永祐介, 田口康二郎, 有馬孝尚, 十倉好紀
  • 学会等名: RIKEN Workshop on Emergent Phenomena of Correlated Materials
  • 発表場所: 和光
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋期大会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋期大会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] 偏極中性子を用いたらせん磁性体Ba_2Mg_2Fe_<12>O_<22>における磁場誘起強誘電相の研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石渡晋太郎, 奥山大輔, 加倉井和久, 西正和, 田口康二郎, 十倉好紀
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋期大会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 中性子非弾性散乱によるBa_2Mg_2Fe_<12>O_<22>のマグノンの観測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 奥山大輔, 貴田徳明, 岩佐和晃, 石渡晋太郎, 田口康二郎, 有馬孝尚, 十倉好紀
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋期大会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] M型ヘキサフェライトのマルチフェロイック特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 徳永祐介, 金子良夫, 石渡晋太郎, 田口康二郎, 十倉好紀
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋期大会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] コニカル磁性体Ba_2(Mg_<1-x>Zn_x)_2Fe_<12>O_<22>における光の電場で誘起される磁気励起 (2009)
  • 著者名/発表者名: 貴田徳明, 石渡晋太郎, 田口康二郎, 島野亮, 有馬孝尚, 十倉好紀
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋期大会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Ishiwata, Y.Taguchi, H.Murakawa, Y.Tokunaga, D.Okuyama, K.Kakurai, M.Nishi, Y.Onose, Y.Tokura
  • 学会等名: 第33回日本磁気学会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2009-09-13
• [学会発表] Low-magnetic-field control of electric polarization in a conical helimagnet Ba2Mg2Fe12O22 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石渡晋太郎, 田口康二郎, 村川寛, 徳永祐介, 奥山大輔, 加倉井和久, 西正和, 小野瀬佳文, 十倉好紀
  • 学会等名: 第33回日本磁気学会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2009-09-13
• [学会発表] (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Ishiwata, Y.Kaneko, Y.Taguchi, Y.Tokura
  • 学会等名: Joint AIRAPT-22 & HPCJ-50 International Conference on High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] High Pressure Syntheses and Magnetoelectric Properties of Orthorhombic RMnO_3 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石渡晋太郎, 金子良夫, 田口康二郎, 十倉好紀
  • 学会等名: Joint AIRAPT-22 & HPCJ-50 International Conference on High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Relation between helimagnetic structure and electric polarization in anisotropy-controlled hexaferrite (2009)
  • 著者名/発表者名: 石渡晋太郎
  • 学会等名: Joint European Japanese Conference : Frustration in Condensed Matter
  • 発表場所: Lyon
  • 年月日: 2009-05-13
• [学会発表] 回転磁場下におけるDyMnO_3の希土類サイトの磁気秩序状態と強誘電ドメインの変遷過程 (2009)
  • 著者名/発表者名: 村川寛, 小野瀬佳文, 賀川史敬, 石渡晋太郎, 金子良夫, 十倉好紀
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-27
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.qpec.t.u-tokyo.ac.jp/ishiwata_lab/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.qpec.t.u-tokyo.ac.jp/ishiwata_lab/index.html