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Rare earth substitution effects in multiferroic RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$ (R: rare earths)

マルチフェロイックRFe$$_{2}$$O$$_{4}$$(R:希土類)の希土類サイト置換効果

吉井 賢資 ; 松村 大樹  ; 遠藤 成輝; 齋藤 寛之; 米田 安宏  ; 西畑 保雄; 船江 岳史*; 江尻 宏紀*; 狩野 旬*; 小林 達生*; 池田 直*

Yoshii, Kenji; Matsumura, Daiju; Endo, Naruki; Saito, Hiroyuki; Yoneda, Yasuhiro; Nishihata, Yasuo; Funae, Takeshi*; Ejiri, Hiroki*; Kano, Jun*; Kobayashi, Tatsuo*; Ikeda, Naoshi*

マルチフェロイックRFe$$_{2}$$O$$_{4}$$ (R: Y, Ho-Lu)の新規相を探索するために、Rサイトに大きい希土類を入れた系の探索を行った。固相反応法で作成した、10-20%程度の大きい(例えばDy$$^{3+}$$)希土類が入った試料のX線回折パターンからは、試料は単相であった。これを確かめるため、SPring-8の原子力機構ビームラインBL14B1にて、放射光吸収分光によるEXAFS測定を行ったところ、置換した希土類はRFe$$_{2}$$O$$_{4}$$のRサイトに入っていることを確認した。磁化測定からは、磁気転移温度が220-250K付近であることを観測した。

We have investigated the substitution effects at the rare-earth (R) site in multiferroic RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$ (R: Y, Ho-Lu) to explore a new phase of this system. From EXAFS measurements for the R atoms, the large R$$^{3+}$$ ions (such as Dy$$^{3+}$$) was partially substituted in RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$. Powder X-ray diffraction showed that this material had a single-phase RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$-type structure (space group R-3m). The simulated EXAFS spectrum reproduced the characteristics of the experimental spectrum, confirming that R$$^{3+}$$ is actually settled at the rare earth site. The other results, such as the magnetic properties, will be reported at the conference.

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