Local lattice distortion in the giant negative thermal expansion material MnCuGeN
巨大負熱膨張物質MnCuGeNにおける局所構造歪み
飯久保 智*; 樹神 克明 ; 竹中 康司*; 高木 英典*; 滝川 仁*; 社本 真一
Iikubo, Satoshi*; Kodama, Katsuaki; Takenaka, Koshi*; Takagi, Hidenori*; Takigawa, Masashi*; Shamoto, Shinichi
逆ペロブスカイト構造を持つMn窒化物では磁気秩序に伴う鋭い体積変化が元素置換によって緩和されたとき、巨大負熱膨張率が実現される。このレターではその体積膨張の緩和が起こっているMnCuGeNにおけるGeの特殊な役割について報告する。われわれはMnGeNの低温正方晶構造でよく再現できる局所構造歪みが、平均構造が立方晶である領域において存在することを示した。この構造不安定性が秩序磁気モーメントの成長と強い相関を示すことから、これが体積膨張の緩和を引き起こしているものと考えられる。
Giant negative thermal expansion is achieved in antiperovskite manganese nitrides when the sharp volume change associated with magnetic ordering is broadened by substitution. In this Letter, we address the unique role of the "magic" element, Ge, for such broadening in MnCuGeN. We present evidence for a local lattice distortion well described by the low-temperature tetragonal () structure of MnGeN for a range of , where the overall structure remains cubic. This structural instability shows a strong correlation with the broadness of the growth of the ordered magnetic moment and, hence, is considered to trigger the broadening of the volume change.