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Magnetic Compton scattering studies of magneto-dielectric Ba(Co$$_{0.85}$$Mn$$_{0.15}$$)O$$_{3-delta}$$

磁気コンプトン散乱測定による磁性誘電体Ba(Co$$_{0.85}$$Mn$$_{0.15}$$)O$$_{3-delta}$$の研究

篠田 遼一*; 伊藤 真義*; 櫻井 吉晴*; 山本 博之; 平尾 法恵; 馬場 祐治; 岩瀬 彰宏*; 松井 利之*

Shinoda, Ryoichi*; Ito, Masayoshi*; Sakurai, Yoshiharu*; Yamamoto, Hiroyuki; Hirao, Norie; Baba, Yuji; Iwase, Akihiro*; Matsui, Toshiyuki*

セラミック状のバリウム-コバルト-マンガン複合酸化物Ba(Co$$_{0.85}$$Mn$$_{0.15}$$)O$$_{3-delta}$$について、軟X線光電子分光法及び磁気コンプトン散乱測定を行い、この物質が約35Kの磁気相転移温度以下で磁性誘電体特性を示すことを見いだした。この磁気秩序の起源は、180度の角度を持つコバルト4価-酸素-マンガン4価又は、90度の角度を持つマンガン4価-酸素-マンガン4価における超交換相互作用によると考えられる。磁気コンプトン散乱のプロファイルから求めた磁気スピンモーメントの温度依存性は、磁気センサー(SQUID)測定結果の温度依存性と一致した。これは磁気モーメントがスピンモーメントによって決まることを示している。また磁気コンプトン散乱のプロファイルは、温度によらず一定であった。これらの結果から、この磁性転移は、熱によるスピンの揺らぎによって起こると結論した。

We revealed that the Ba(Co$$_{0.85}$$Mn$$_{0.15}$$)O$$_{3-delta}$$ (BCMO) ceramic samples exhibited ferromagnetic-dielectric behavior below the magnetic transition temperature of about 35 K. The origin of their magnetic ordering was expected to super-exchange coupling of Co$$^{4+}$$($$d^5$$)-O$$^{2-}$$-Mn$$^{4+}$$ ($$d^3$$) with bonding angle of 180$$^{circ}$$. and/or Mn$$^{4+}$$($$d^3$$)-O$$^{2-}$$-Mn$$^{4+}$$ ($$d^3$$) with bonding angle of 90$$^{circ}$$. The magnetic spin momentum estimated by the magnetic Compton profiles (MCP) of the samples had similar temperature dependence as that determined by the SQUID measurement, which meant that the observed magnetic moments could be ascribed to the spin moment. The shapes of the MCPs of the samples were completely same regardless of the temperature measured. This result indicates that there are no changes of the momentum space distribution of spin density between ferromagnetic and paramagnetic states. So, this magnetic transition is simply caused by a thermal fluctuation of the spin.

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分野:Physics, Applied

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