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Oxygen-deficient effect on charge ordering in spin- and charge-frustrated ferrite YFe$$_{2}$$O$$_{4-delta}$$

スピン-電荷フラストレーション系酸化物YFe$$_{2}$$O$$_{4-delta}$$における電荷秩序の酸素量依存性

堀部 陽一*; 吉井 賢資  ; 池田 直*; 森 茂生*

Horibe, Yoichi*; Yoshii, Kenji; Ikeda, Naoshi*; Mori, Shigeo*

電子強誘電体YFe$$_{2}$$O$$_{4-delta}$$について、酸素量と構造の関係を透過電子線回折によって調べた。低温から温度を上げたときの回折パターンは、強誘電相での鉄電荷秩序に由来する(1/3 1/3 1/2)反射から、約100K以上の常誘電相では(1/3 1/3 ${it l}$)型の散漫散乱へと変わり、さらに高温の数百K以上ではジグザグ型の散漫散乱へと変化した。また、酸素欠損を増やした試料での測定からは、Fe-O面間の相関は減少するが、[110]方向の超構造は残ることがわかった。これらの結果から、表記系における、2次元面内の電荷秩序の安定性とFe-O面間の相互作用の重要性について議論する。

The effects of oxygen deficiency on charge ordering were investigated by transmission electron microscopy at various deficiencies and temperatures of YFe$$_{2}$$O$$_{4-delta}$$. We found that the detailed nature of the charge ordering structures is associated with changes in the superlattice reflections and diffuse scattering. They go from (1/3 1/3 1/2)-type superlattice reflection to (1/3 1/3 ${it l}$)-type straight-type diffuse scattering, then to zigzag-type diffuse scattering. With the oxygen deficiencies increased, the interchange correlation of Fe-O bilayers obviously decreases, yet the triple super periodicity along [110]$$^{*}$$ remains unchanged. These findings on frustrated ferritesindicate the stability of in-plane threefold charge ordering and the importance of the interchange interaction between bilayers in the structural phase transitions.

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分野:Materials Science, Multidisciplinary

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