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Stoichiometric study of the dielectric and magnetic properties in charge frustrated system LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

電荷フラストレート系強誘電体LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の物性の酸素量依存性

道内 尊正*; 横田 祐輔*; 小松 拓磨*; 早川 弘毅*; 黒田 朋子*; 真栄田 大介*; 松尾 祥史*; 森 茂生*; 吉井 賢資 ; 花咲 徳亮*; 神戸 高志*; 池田 直*

Michiuchi, Takamasa*; Yokota, Yusuke*; Komatsu, Takuma*; Hayakawa, Hironori*; Kuroda, Tomoko*; Maeda, Daisuke*; Matsuo, Yoji*; Mori, Shigeo*; Yoshii, Kenji; Hanasaki, Noriaki*; Kambe, Takashi*; Ikeda, Naoshi*

鉄イオンの電荷秩序により強誘電体となる標記物質LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$につき、合成条件を変えることにより酸素量を変えた試料に対する磁性と誘電性について報告する。試料作成はCO-CO$$_{2}$$混合ガスフロー中で行い、CO$$_{2}$$とCOの比を変えることで酸素量を変えた。CO$$_{2}$$:COのフロー比が1:5付近において、磁気転移温度が最高の240$$sim$$250K近傍となったことから、この試料が最良のものと判断される。本試料の誘電率は、室温で10000近傍であった。誘電率の虚数部分から求めた活性化エネルギー0.4$$sim$$0.5eV程度であり、これまでLuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$において報告されていた0.3eVよりも大きい傾向が見られた。今後さらに測定を行い、物性の詳細のわかっていないLuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の性質とその起源を明らかにする予定である。

We have synthesized the samples of LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$, which shows the ferroelectricity due to charge ordering of Fe ions, under several different reducing conditions using a CO$$_{2}$$-CO flow. The reducing condition was changed by changing a flow ratio of CO$$_{2}$$ and CO. It was found that the flow ratio of CO$$_{2}$$/CO of about 5 provided the sample with the highest magnetic transition temperature of 240-250 K. This sample showed the dielectric constant of 10000 at room temperature. The imaginary part of the dielectric response offered the activation energy of 0.4-0.5 eV, which is slightly larger than that reported previously (about 0.3 eV). We will perform further investigation of the physical properties of this sample to clarify full details and their origin of LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$.

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パーセンタイル:62.21

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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