偏極中性子によるマルチフェロ物質MnO(Ho, Er)の磁気カイラリティの研究

Polarized neutron scattering study of magnetic chirality in multiferroic compounds MnO (Ho, Er)

脇本 秀一  ; 武田 全康  ; 加倉井 和久; 木村 宏之*; 福永 守*; 西畑 敬介*; 野田 幸男*; 十倉 好紀*

Wakimoto, Shuichi; Takeda, Masayasu; Kakurai, Kazuhisa; Kimura, Hiroyuki*; Fukunaga, Mamoru*; Nishihata, Keisuke*; Noda, Yukio*; Tokura, Yoshinori*

サイクロイド構造に由来するスピンカイラリティの分極への寄与を明らかにするため、MnO(Ho, Er)単結晶を用いて電場中偏極中性子回折実験を行い、スピンカイラリティと分極の対応関係を調べた。CM相では電気分極とスピンカイラリティの比例関係がよく成り立っており、分極とカイラリティが密接に相関することを示唆する結果を得たが、CM相からLT-ICM相への転移において、電気分極の減少はスピンカイラリティの減少を伴わず、スピンカイラリティのみで全温度領域の分極を説明するのは困難であることが示唆された。

Polarized neutron diffraction experiments have been performed on multiferroic materials MnO (Ho, Er) under electric fields in the ferroelectric commensurate (CM) and the low-temperature incommensurate (LT-ICM) phases. It is found that the magnetic chirality is proportional to the electric polarization and magnetic chirality can be switched by the polarity of the electric polarization in both the CM and LT-ICM phases. However, upon the transition from the CM to LT-ICM phase, the reduction of the electric polarization is not accompanied by any reduction of the magnetic chirality, implying that the CM and LT-ICM phases contain different mechanisms of the magnetoelectric coupling.