中性子散乱によるリラクサーKLTの格子振動と散漫散乱の研究

Neutron scattering study of lattice dynamics and diffuse scattering in relaxor KLT

脇本 秀一  ; Samara, G. A.*; Grubbs, R. K.*; Venturini, E. L.*; Boatner, L. A.*; Xu, G. Y.*; 白根 元*; Lee, S.-H.*

Wakimoto, Shuichi; Samara, G. A.*; Grubbs, R. K.*; Venturini, E. L.*; Boatner, L. A.*; Xu, G. Y.*; Shirane, Gen*; Lee, S.-H.*

リラクサーKLiTaO(KLT)の単結晶試料を用いて中性子散乱によるフォノンと散漫散乱の研究を行った。誘電率測定からx=0.05の試料は明瞭な強誘電転移を示さず、低温までリラクサー状態が実現しているのに対し、x=0.10の試料は110K明瞭な強誘電転移を示しながら、かつ低温でのLiイオンの緩和が見られた。中性子散乱でゾーン中心の横光学モード(強誘電モード)の振る舞いを見ると、前者は低温までソフト化するのに対し、後者では110Kでハード化する成分が確認された。また後者の試料で散漫散乱が強誘電転移温度で臨界散乱的な振る舞いを示したのち、さらに低温に向けて散漫散乱が増加する現象が観測された。以上の結果はKLTリラクサー状態には、Liの緩和に加えて強誘電フォノンモードの寄与も重要であることを示している。またx=0.10での強誘電相とリラクサー相が共存している様子を明らかにした。

Neutron scattering has been performed on relaxor KLiTaO (KLT) single crystals to study phonon and duffuse scattering. Dielectric measurements show that the sample has only relaxor state down the base temperature while the sample has a clear ferroelectric transition at K below which the system still shows relaxation of Li ions. Neutron scattering results demonstrate that the transiverse optic ferrolectric mode softens gradually with decreasing temperature for the former sample. On the other hand, the latter sample exhibits small hardening of the TO mode at Tc and then softens below Tc. These facts imply that the TO mode plays an important role in addition to the Li relaxation.