Local structure modulation in the electronic ferroelectric oxide LuFeO

電子強誘電体LuFeOの局所構造と物性

早川 弘毅*; 森本 昌規*; 池田 直*; 米田 安宏   ; 小原 真司*; 吉井 賢資  ; 松尾 祥史*; 道内 尊正*; 森 茂生*

Hayakawa, Hironori*; Morimoto, Masanori*; Ikeda, Naoshi*; Yoneda, Yasuhiro; Kohara, Shinji*; Yoshii, Kenji; Matsuo, Yoji*; Michiuchi, Takamasa*; Mori, Shigeo*

最近われわれは、LuFeOが、鉄3d電子の局在化により強誘電性を示す新規なタイプの強誘電体であると報告したが、この物質の詳細な性質はいまだわかっていないことが多い。このことを鑑み、本研究では、LuFeOに対し高エネルギー放射光X線を用いた局所構造解析を行った。Pair-distribution functionに対するフィッティングの結果、強誘電相における局所構造は、これまで報告されている結晶構造とは異なり、ルテチウム原子が変位した構造を持っていることがわかった。このことは、この物質の結晶構造を再検討する必要性を示す。また、局所構造解析の結果を誘電率測定・磁化測定や電子線回折などから得られた結果とあわせて議論し、LuFeOの性質を明らかにすることを試みる。

We have recently reported that LuFeO becomes ferroelectric below 330 K, owing to a charge-ordering transition of Fe ions. As details of the properties of this material have not been reported so far, we have investigated its local structure in the ferromagnetic phase by means of synchrotron X-ray diffraction. The analysis of pair-distribution function showed the existence of displacement of Lu atoms; this structure is different from the average structure of this materials known thus far. This result encourages a detailed reinvestigation of crystal structure of LuFeO. We also show the results obtained from some other experimental methods, such as dielectric measurement and electron diffraction.