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2010 Fiscal Year Annual Research Report

スピンフラストレーションと磁気強誘電性

Planned Research

Project AreaNovel States of Matter Induced by Frustration
Project/Area Number 19052001
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

有馬 孝尚  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (90232066)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 野田 幸男  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80127274)
石原 純夫  東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (30292262)
Keywords強相関電子系 / 磁気記録 / 磁性 / 低温物性 / 強誘電体物性
Research Abstract

1.RMn205の系では、サイクロイド磁性による電気分極発現機構とは異なる機構が提唱されており、結論が出ていなかった。大型の単結晶を育成し、同一試料での誘電率・電気分極の測定および中性子回折測定を行い、磁気構造と電気分極の関係性を調べた結果、サイクロイド磁性による電気分極に併せて、温度領域によって交換歪みによる電気分極が重畳していることが分かった。
2.磁気強誘電性を示すMnWO4について、原子内d-d遷移における磁気光学効果を利用することで、多分域構造を可視化した。これにより、180度分域壁が確認された。
3.らせん磁性強誘電体における電気磁気分域壁の構造と、電気分極フロップのダイナミクスについて明らかにするため、斜め方向の磁場印加により電気分極が回転する向きについてその微視的な機構について実験を行った。これにより、分域壁がらせんの伝搬ベクトルに垂直であると考えられることが分かった。また、物質によって、分域壁の厚みが異なり、それが磁気誘電率の大きさに関係することが分かった。
4.電荷秩序により電気分極が発生する電子型強誘電体の代表例としてk型の(BEDT-TTF)2Xにモンテカルロ法、汎関数繰り込み群法を適用した理論研究を行った。その結果、温度や物質パラメータによる相競合効果が明らかになった。
5.有機Pd錯体の一種について、中性イオン性転移が二段階で起きることを発見するとともに、その電荷配列パターンをX線回折によって明らかにした。その結果、電荷のフラストレーションが効いていることが分かった。また、低温のイオン性相では二量体化がなく、磁気的に活性であることが分かった。

  • Research Products

    (44 results)

All 2011 2010

All Journal Article (17 results) (of which Peer Reviewed: 17 results) Presentation (27 results)

  • [Journal Article] Stepwise Neutral-Ionic Phase Transitions in a Covalently Bonded Donor/Acceptor Chain Compound2011

    • Author(s)
      H.Miyasaka
    • Journal Title

      J.Am.Chem.Soc

      Volume: 133, (No.14) Pages: 5338-5345

    • DOI

      10.1021/ja110007u

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Correlation between the mobility of domain wall and polarization flop direction in a slanted magnetic field in the helimagnetic ferroelectrics TbDyMnO2011

    • Author(s)
      N.Abe
    • Journal Title

      Phys.Rev.B

      Volume: 83 Pages: 060403R/1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] フラストレーションが生み出す2つのフェロの結合2010

    • Author(s)
      木村剛
    • Journal Title

      パリティ

      Volume: 6 Pages: 62-65

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electronic Ferroelectricity in a Dimer Mott Insulator2010

    • Author(s)
      M.Naka
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn

      Volume: 79 Pages: 063707/1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Observation of Spin Helicity Using Nonresonant Circularly Polarized X-ray Diffraction Analysis2010

    • Author(s)
      H.Sagayama
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn

      Volume: 79 Pages: 043711/1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Orbital dilution effect in ferrimagnetic FeMnCrO : competition between anharmonic lattice potential and spin-orbit coupling2010

    • Author(s)
      S.Ohtani
    • Journal Title

      J.Phys. : Cond.Matt

      Volume: 22 Pages: 176003/1-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electronic structure and anomalous band-edge absorption feature in multiferroic MnWO4 : An optical spectroscopic study2010

    • Author(s)
      W.S.Choi
    • Journal Title

      Phys.Rev.B

      Volume: 81 Pages: 205111/1-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Control of the polarization flop direction in multiferroic RMnO (R=Tb, Dy) by atilted magnetic field2010

    • Author(s)
      N.Abe
    • Journal Title

      Conf.Series

      Volume: 200 Pages: 12001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Control of the electric polarization flop direction by a canted magnetic field in a magnetoelectric multiferroic MnWO2010

    • Author(s)
      K.Taniguchi
    • Journal Title

      Conf.Series

      Volume: 200 Pages: 12203

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum Dielectric Fluctuation in an Electronic Ferroelectricity studied by Variational Monte-Carlo Method2010

    • Author(s)
      T.Watanabe
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn.

      Volume: 79 Pages: 114714

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multiferroic M-type hexaferrites with a room-temperature conical state and magnetically controllable spin helicity2010

    • Author(s)
      Y.Tokunaga
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett

      Volume: 105 Pages: 257201/1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Spin Dilution on the Magnetic State of Delafossite CuCrO with an S=3/2 Antiferromagnetic Triangular Sublattice2010

    • Author(s)
      T.Okuda
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn

      Volume: 80 Pages: 014711/1-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Temperature and Ag Doping Effect on Magnetic Excitations in the Quasi Two-Dimensional Triangular Lattice Antiferromagnet CuCrO Studied by Inelastic Neutron Scattering2010

    • Author(s)
      R.Kajimoto
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn

      Volume: 79 Pages: 123705/1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] DyVOにおける強四極子秩序が誘起する反強誘電的歪み2010

    • Author(s)
      岸本一誠
    • Journal Title

      日本結晶学会誌

      Volume: 52 Pages: 239-245

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Low-field magnetoelectric effect at room temperature2010

    • Author(s)
      Y.Kitagawa
    • Journal Title

      Nature Mater

      Volume: 9 Pages: 797-802

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Classification and Interpretation of the Polarization of Multiferroic RMnO2010

    • Author(s)
      M.Fukunaga
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn

      Volume: 79 Pages: 054705/1-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic Phase Transitions and Magnetic-Field-Induced Polarization Flops in Multiferroic YbMnO2010

    • Author(s)
      M.Fukunaga
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn

      Volume: 80 Pages: 14705

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 共有結合金属錯体[{Ru2(O2CPh-F4)4}(DMDCNQI)]における幾何学的フラストレーションと逐次NI転移2011

    • Author(s)
      佐賀山基
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県)
    • Year and Date
      2011-09-23
  • [Presentation] 中性子非弾性散乱で観測した磁気強誘電体TbMnO3の磁気励起2011

    • Author(s)
      大泉広野
    • Organizer
      物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県)
    • Year and Date
      2011-09-21
  • [Presentation] Ferroelectricity with Mn4+ displacement in antiferromagnetic Mott insulator Sr1-xBaxMnO32011

    • Author(s)
      H.Sakai
    • Organizer
      The 3rd APCTP Workshop on Multiferroics
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都)
    • Year and Date
      2011-01-19
  • [Presentation] Single-crystal atructure analysis of spinel oxide FeV2O4 having orbital degree of freedom both in Fe and V ions2011

    • Author(s)
      Y.Nii
    • Organizer
      The 3rd APCTP Workshop on Multiferroics
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都)
    • Year and Date
      2011-01-18
  • [Presentation] Single-crystal Structural analysis of multiferroic perovskite YMnO32011

    • Author(s)
      D.Okuyama
    • Organizer
      The 3rd APCTP Workshop on Multiferroics
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都)
    • Year and Date
      2011-01-18
  • [Presentation] Multiferroic M-type hexaferrites with room-temperatupe conical spin state and magnetically-controllable electric polarization2011

    • Author(s)
      Y.Tokunaga
    • Organizer
      The 3rd APCTP Workshop on Multiferroics
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都)
    • Year and Date
      2011-01-18
  • [Presentation] Correlation between magnetocapacitanse effect and polarization flop direction in aslanted magnetic field in Tb1-xDyxMnO32011

    • Author(s)
      N.Abe
    • Organizer
      The 3rd APCTP Workshop on Multiferroics
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都)
    • Year and Date
      2011-01-18
  • [Presentation] Stepwise neutral-ionic phase transitions in a covalently-bonded one-dimensional donor/acceptor chain compound2011

    • Author(s)
      H.Sagayama
    • Organizer
      The 3rd APCTP Workshop on Multiferroics
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都)
    • Year and Date
      2011-01-18
  • [Presentation] Stepwise N-I phase transitions due to charge frustration in a covalently-bonded donor/acceptor compound2011

    • Author(s)
      H.Sagayama
    • Organizer
      International Conference on Frustration in Condensed Matter
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県)
    • Year and Date
      2011-01-13
  • [Presentation] Interplay between magnetism and electricity in frustrated magnets2011

    • Author(s)
      T.Arima
    • Organizer
      International Conference on Frustration in Condensed Matter
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県)
    • Year and Date
      2011-01-12
  • [Presentation] Magnetic-Field-Induced phase transition in Mn3O42011

    • Author(s)
      Y.Nii
    • Organizer
      International Conference on Frustration in Condensed Matter
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県)
    • Year and Date
      2011-01-11
  • [Presentation] Gigantic topological Hall effect in MnGe2011

    • Author(s)
      N.Kanazawa
    • Organizer
      International Conference on Frustration in Condensed Matter
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県)
    • Year and Date
      2011-01-11
  • [Presentation] Correlation between magnetocapacitanse effect and polarization flop direction in a slanted magnetic field in multiferroic helimagnet2011

    • Author(s)
      N.Abe
    • Organizer
      International Conference on Frustration in Condensed Matter
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県)
    • Year and Date
      2011-01-11
  • [Presentation] Phase transition and magnetism in the pyrochlore oxide Cd2Os2O72011

    • Author(s)
      J.Yamaura
    • Organizer
      International Conference on Frustration in Condensed Matter
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県)
    • Year and Date
      2011-01-11
  • [Presentation] Metal-insulator transition in (Pr1-xNdx)2Ir2O7 and (Pr1-xEux)2Ir2O72011

    • Author(s)
      S.Fujiyama
    • Organizer
      International Conference on Frustration in Condensed Matter
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県)
    • Year and Date
      2011-01-11
  • [Presentation] Y型六方晶フェライトBa2Mg2Fe12O22の強誘電相における磁気構造2010

    • Author(s)
      矢野真一郎
    • Organizer
      日本中性子科学会第10回年会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2010-12-11
  • [Presentation] Mn3O4における磁場誘起磁気構造相転移2010

    • Author(s)
      新居陽一
    • Organizer
      日本中性子科学会第10回年会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2010-12-10
  • [Presentation] 中性子を用いた強相関電子系研究の近未来像2010

    • Author(s)
      有馬孝尚
    • Organizer
      日本中性子科学会第10回年会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2010-12-09
  • [Presentation] パイロクロア酸化物Cd2Os2O7の磁性とスピン構造の考察2010

    • Author(s)
      山浦淳一
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-09-25
  • [Presentation] マルチフェロイック物質Tm1-xYbxMn2O5の誘電・磁気相図2010

    • Author(s)
      山崎健太
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] 長周期らせんスピン構造を有するNiBr2の磁気強誘電性2010

    • Author(s)
      徳永祐介
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] マルチフェロイック物質GdMnO3のμSR法による研究2010

    • Author(s)
      幸田章宏
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] B20型MnGeの磁気構造と磁気輸送特性2010

    • Author(s)
      金澤直也
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] シンクロトロン放射光X線によるマルチフェロイック物質(Eu,Sm)Mn2O5の格子変調ベクトルの測定2010

    • Author(s)
      堀尾哲
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] Mn3O4における磁場誘起磁気構造相転移2010

    • Author(s)
      佐賀山基
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-09-23
  • [Presentation] 放射光を用いたスピネル酸化物FeV2O4の単結晶構造解析2010

    • Author(s)
      新居陽一
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-09-23
  • [Presentation] Synchrotron X-ray as a Useful Probe for Frustrated Magnets2010

    • Author(s)
      T.Arima
    • Organizer
      Highly Frustrated Magnetism 2010
    • Place of Presentation
      Baltimore (United States of America)
    • Year and Date
      2010-08-04

URL: 

Published: 2013-06-26  

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