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積層三角格子物質LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の磁気秩序過程

Magnetic ordering process in the charge-frustrated ferroelectric system LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

加倉井 和久; 池田 直*; 永井 聡*; 松田 雅昌; 石井 慶信; 大和田 謙二; 稲見 俊哉; 吉井 賢資  ; 村上 洋一*; 鬼頭 聖*; 山田 安定*

Kakurai, Kazuhisa; Ikeda, Naoshi*; Nagai, Satoshi*; Matsuda, Masaaki; Ishii, Yoshinobu; Owada, Kenji; Inami, Toshiya; Yoshii, Kenji; Murakami, Yoichi*; Kito, Hijiri*; Yamada, Yasusada*

フラストレートした電荷系LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$における異常磁気秩序過程の詳細を中性子散乱実験により明らかにしたので報告する。この物質では鉄イオンが六方称の二重層を構成する。鉄イオンが三角格子の配列を持つにもかかわらず、フェリ磁性的な成分を持つ強い2次元的反強磁性相関が存在し、T$$_{N}$$=242K以下で3次元秩序を起こす。さらにT$$_{f}$$=177Kで層間の秩序が崩れ、新しいスピン凍結状態を示唆する磁気散乱が観測される。T$$_{f}$$における磁気秩序変化は顕著なヒステレシスを示すことが明らかにされた。またc-軸方向に磁場をかけると、T$$_{f}$$が低温に変化し、3T以上の磁場ではこの異常が消失することが観測された。この系において観測された磁気相関と電荷又は軌道自由度との関係を議論する。

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