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Collapsing processes of charge ordered structure in charge- and spin- frustrated ferrite YbFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

電荷及びスピンフラストレーション系YbFe$$_{2}$$O$$_{4}$$における電荷秩序崩壊過程

松本 圭右*; 小山 司*; 森 茂生*; 吉井 賢資 ; 池田 直*

Matsumoto, Keisuke*; Koyama, Tsukasa*; Mori, Shigeo*; Yoshii, Kenji; Ikeda, Naoshi*

表記酸化物はFe$$^{3+}$$とFe$$^{2+}$$が電荷秩序配列することによる新規なタイプの強誘電体である。本物質につき、Feの一部をMnに置き換えた場合の電荷秩序構造の変化を透過電子顕微鏡により観察した。10%ほどの置換により、電荷秩序構造は破壊され、Fe$$^{3+}$$とMn$$^{2+}$$の短距離イオン秩序が発生することがわかった。この系は室温で比誘電率が1000ほどの値を示すが、この性質は短距離イオン秩序による電気双極子を起源とすると考えられる。

In order to clarify the stability of charge ordered structure (CO) in charge- and spinfrustrated ferrite YbFe$$_{2}$$O$$_{4}$$, we have investigated changes of the CO structure by partial substitution of Mn$$^{2+}$$ for Fe$$^{2+}$$ in YbFe$$_{2}$$O$$_{4}$$ by a transmission electron microscope (TEM), incombination with conventional dielectric measurement. It is revealed that subtle substitution of Mn$$^{2+}$$ for Fe$$^{2+}$$ in YbFe$$_{2}$$O$$_{4}$$ destroyed drastically the CO structure with the wave vector of q=$$<$$1/3 1/3 1/2$$>$$ and, instead, induced polar clustering structure characterized by honeycomb shaped diffuse scatterings in the reciprocal space. The formation of polar clustering structure should be responsible for the characteristic dielectric dispersion.

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