Origin of the monoclinic-to-monoclinic phase transition and evidence for the centrosymmetric crystal structure of BiMnO

BiMnOにおける斜方晶斜方晶相転移の起源と中心対称を有する結晶構造

Belik, A. A.*; 飯久保 智; 横澤 忠洋*; 樹神 克明   ; 井川 直樹   ; 社本 真一  ; 東 正樹*; 高野 幹夫*; 木本 浩司*; 松井 良夫*; 室町 英治*

Belik, A. A.*; Iikubo, Satoshi; Yokosawa, Tadahiro*; Kodama, Katsuaki; Igawa, Naoki; Shamoto, Shinichi; Azuma, Masaki*; Takano, Mikio*; Kimoto, Koji*; Matsui, Yoshio*; Muromachi, Eiji*

BiMnOの単相多結晶試料を高圧合成し、その結晶構造を制限視野電子回折,収束電子線回折,中性子回折データを用いたリートベルト解析により調べた。制限視野電子線回折,収束電子線回折のデータはBiMnOが300Kで中心対称を有するC2/cであることを示している。Mn-O結合長の解析結果は、BiMnOが300Kで軌道秩序し、474Kではその秩序がなくなっていることを示している。474Kでの相転移は磁化,有効磁気モーメント,ワイス温度の小さなとびを伴う一次相転移である。

Structural properties of polycrystalline single-phased BiMnO samples prepared at 6 GPa and 1383 K have been studied by selected area electron diffraction (SAED), convergent beam electron diffraction (CBED), and the Rietveld method using neutron diffraction data measured at 300 and 550 K. The SAED and CBED data showed that BiMnO crystallizes in the centrosymmetric space group C2/c at 300 K. The analysis of Mn-O bond lengths suggested that the orbital order present in BiMnO at 300 K melts above T= 474 K. The phase transition at 474 K is of the first order and accompanied by a jump of magnetization and small changes of the effective magnetic moment and Weiss temperature.