Nanometer-sized domain structures in LuFe
O
(
=Cu, Co) revealed by energy-filtered transmission electron microscopy
透過電子線回折によるLuFe
O
のナノドメイン観察(
=Cu, Co)
松尾 祥史*; 平田 秋彦*; 堀部 陽一*; 吉井 賢資
; 池田 直*; 森 茂生*
Matsuo, Yoji*; Hirata, Akihiko*; Horibe, Yoichi*; Yoshii, Kenji; Ikeda, Naoshi*; Mori, Shigeo*
誘電体LuFe
O
(
=Cu, Co)につき、透過電子線回折測定によってナノ構造を観察した。この系は、われわれが発見した電荷秩序型新規強誘電体
Fe
O
(
=Y, Ho-Lu)のFeサイト置換物質である。LuFeCuO
については、1/3 1/3 0付近にジグザグ型の散漫なストリークとスポットが観測された。これは、この系の三角格子上でFe
とCu
がイオン秩序していることを示す。このイオン秩序は、
Fe
O
において観測されている、電気双極子を伴う鉄電荷秩序構造と類似構造である。すなわち、このイオン秩序構造が室温での100程度の誘電率の起源と考えられる。実空間観察からは、5
10nmのナノサイズのドメインが観測された。一方、LuFeCoO
については、ハニカム型の電子線回折パターンが観測された。これは、極めて小さい領域でのFe
とCo
の秩序構造と考えられ、LuFeCuO
同様、この秩序構造が1000程度の誘電率の起源と推測される。また、LuFeCoO
においては実空間においてドメイン構造は観測されなかった。
Diluted effect on the charge ordered (CO) structure in dielectric materials LuFe
O
(
=Cu, Co) were investigated by an energy-filtered transmission electron microscope (TEM), in combination with a conventional TEM. It is revealed that partial substitution of Cu
and Co
for Fe
in LuFe
O
destabilized the CO structure. In LuFeCuO
, there exist characteristic zigzag-shaped diffuse streaks and diffuse spots at the h/3-
h/3-
0-type positions (h: integer,
=0.06) in reciprocal space, which originate from static cationic ordering of Fe
and Cu
ions in the triangular lattice. Moreover, real-space images by the energy-filtered TEM revealed that nanometer-sized domain structures with the 5
10 nm size are formed. In contrast, honeycomb-shaped diffuse streaks were found in LuFeCoO
, in which no domain structures are observed in real-space images.