スピンフラストレーションと磁気強誘電性

2009 年度 自己評価報告書

• 研究領域: フラストレーションが創る新しい物性
• 研究課題/領域番号: 19052001
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 東京大学 (2010-2011); 東北大学 (2007-2009)
• 研究代表者: 有馬 孝尚 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90232066)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: 強相関電子系 / 磁気記録 / 磁性 / 低温物性 / 強誘電体物性

研究概要

フラストレート磁性強誘電体における強誘電性と結晶構造・磁気構造の対応関係を磁場下での振舞いも含めて完全に明らかにするとともに、磁気秩序と誘電性の強い結合を利用して新規外場効果を開拓する。
具体的には、フラストレート磁性強誘電体について、
(1) 結晶構造・磁気構造に対する磁場効果の研究を通じた巨大電気磁気効果の機構解明
(2) 磁気構造の電場による制御
(3) 励起構造の理論的・実験的解明
(4) 多分域構造を利用した新規外場応答の理論予測と実現
を目指す。磁気構造の電場による制御や、分域構造を利用した新規外場応答が実現できれば、強相関電子系における磁性と格子の結合という基礎科学的観点からのみでなく、例えば、磁気カイラリティ記録の電気的な読み書きなど、将来の応用の観点からも意義深い結果となる。このように本研究の目的を達成することにより、磁性強誘電体の新規物質・新規物性の開拓の明確な指針が得られる。

研究成果

• [雑誌論文] Magnetic-Field-Induced Polarization Flop in Multiferroic TmMn2O5 (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Fukunaga, Y. Sakamoto, H. Kimura, Y. Noda, N. Abe, K. Taniguchi, T. Arima, S. Wakimoto, M. Takeda, K. Kakurai, K. Kohn
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 103巻 ページ: 077204(1)-(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cycloidal Spin Order in the a-Axis Polarized Ferroelectric Phase of Orthorhombic Perovskite Manganite (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamasaki, H. Sagayama, N. Abe, T. Arima, K. Sasai, M. Matsuura, K. Hirota, D. Okuyama, Y. Noda, Y. Tokura
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 101巻 ページ: 097204(1)-(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magneto-dielectric phenomana in charge and spin frustrated system of layered iron oxide (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Naka, A. Nagano, S. Ishihara
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 77巻 ページ: 224441(1)-(15)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarization Reversal in Multiferroic TbMnO3 with a Rotating Magnetic Field Direction (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Abe, K. Taniguchi, S. Ohtani, T. Takenobu, Y. Iwasa, T. Arima
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 99巻 ページ: 227206(1)-(4)
  • 査読あり
• [学会発表] Polarized neutron and synchrotron X-ray studies of helimagnetic ferroelectrics (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Arima
  • 学会等名: Polarized Neutrons and Synchrotron X-Rays for Magnetism 2009
  • 発表場所: Bonn, Germany
  • 年月日: 2009-08-03
• [図書] 金属錯体の現代物性化学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 有馬孝尚
  • 総ページ数: 295-312
  • 出版者: 三共出版社
• [備考]
  • URL: http://www.frustration.jp/modules/xpwiki/?Publications%2FMultiferroics