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Exchange bias in multiferroic $$R$$Fe$$_{2}$$O$$_{4}$$ ($$R$$=Y, Er, Tm, Yb, Lu and In)

マルチフェロイック$$R$$Fe$$_{2}$$O$$_{4}$$ ($$R$$=Y, Er, Tm, Yb, Lu and In)の交換バイアス

吉井 賢資 ; 池田 直*; 西畑 保雄; 真栄田 大介*; 福山 諒太*; 永田 知子*; 狩野 旬*; 神戸 高志*; 堀部 陽一*; 森 茂生*

Yoshii, Kenji; Ikeda, Naoshi*; Nishihata, Yasuo; Maeda, Daisuke*; Fukuyama, Ryota*; Nagata, Tomoko*; Kano, Jun*; Kambe, Takashi*; Horibe, Yoichi*; Mori, Shigeo*

磁性と誘電性が共存するマルチフェロイック$$R$$Fe$$_{2}$$O$$_{4}$$($$R$$=Y, Er, Tm, Yb, Lu and In)の交換バイアスを観測した。小さい$$R$$$$^{3+}$$イオンの場合($$R$$=Tm, Yb, Lu and In)、100-150K以下で交換バイアス磁場は1kOe以上の大きな値を示した。この性質は、強磁性的相互作用と反強磁性相互作用の競合に由来する磁気的グラス状態により発現する。交換バイアス磁場は、$$R$$$$^{3+}$$イオンを小さくすると大きくなる傾向を示した。すなわち、$$R$$サイト元素を置換することにより交換バイアスを制御できる可能性が示され、応用的にも興味深い結果が得られた。

Exchange bias (EB) behavior has been observed for multiferroic $$R$$Fe$$_{2}$$O$$_{4}$$ ($$R$$=Y, Er, Tm, Yb, Lu and In). The materials with the small $$R$$$$^{3+}$$ ions ($$R$$=Tm, Yb, Lu and In) exhibit large EB fields ($$_sim^{>}$$ 1 kOe) below $$sim$$100-150 K. This property is rooted in a magnetically glassy state, arising from the competition between ferro- and antiferromagnetic domain interactions. In addition, the exchange bias field tends to be more enhanced for smaller $$R$$$$^{3+}$$ ions. Hence, the EB is controlled by the substitution at the $$R$$-site in this series.

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パーセンタイル:58.4

分野:Physics, Multidisciplinary

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