| 研究概要 |
h-BaTiO_3にFe^<3+>をドープすることで、h-BaTiO_3の電気的特性を損ねることなしに同様な高温強磁性体を作ることを試みた。h-BaTiO_3は、母体材料として次のような利点がある。(1)遷移金属をかなりの量ドープすることができる。(2)一般的に遷移金属によるドーピングは、h-BaTiO_3構造を安定化する。このような観点から本研究では、h-BaTiO_3にCoとFeを1%,5%,7%ドープした試料を作製した。ドープしたサンプルの格子定数は一様に増加することを確認し、Fe^<3+>が固溶していることを確認した。磁化率は非キュリーワイス的であり、驚くべきことに、室温でも磁気ヒステリシスが観測された。これらの結果について現在解析中であるが、この磁性が本質的であることを確かめるために、TEMとHRTEMを利用して不純物相の存在を調べた。その結果、Feを含む不純物相は観測されず、Feはマトリックス内に均一に分布していることを確認した。またEXAFSとXANESにより鉄イオンの配位環境を調べたところ、Feのドープ量の変化に伴ってFe^<2+>の価数は系統的に変化することを確かめた。Coドープ系についても同様な測定を行っている。
なお、D-Eヒステリシスループの測定から1%Feドープサンプルにおいてさえ残留分極が観測されず、この原因についても調査中である。いずれにしても母結晶として選択したh-BaTiO_3は誘電体ばかりでなく、磁性体用マトリックスとしても有用な材料であることを確かめた。
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