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High pressure neutron diffraction experiments on triangular lattice Antiferromagnet CuFeO$$_{2}$$ using hybrid anvil cell

ハイブリッドアンビルセルを用いた三角格子反強磁性体CuFeO$$_{2}$$の高圧下中性子回折実験

寺田 典樹*; 長壁 豊隆  ; Khalyavin, D. D.*; Manuel, P.*; Radaelli, P. G.*; 北澤 英明*

Terada, Noriki*; Osakabe, Toyotaka; Khalyavin, D. D.*; Manuel, P.*; Radaelli, P. G.*; Kitazawa, Hideaki*

ハイブリッドアンビルセルを用いて三角格子反強磁性体CuFe0$$_{2}$$の中性子回折実験を3.2GPaまでの高圧力下で行った。CuFe0$$_{2}$$の常圧下の基底状態は、${it k}$ =(1/4, 1/4, 3/2)の長距離秩序を示すが、加圧下ではこれと異なった格子非整合の磁気秩序相を持つことを明らかにした。この相中の3.2GPa, 1.5Kにおいて、我々は、(${it q}$, ${it q}$, 3/2)や(1-${it q}$, 1-${it q}$, 3/2) (${it q}$ $$sim$$ 0.2)という磁気反射を観測したが、これは、この物質における磁場による誘起、あるいは非磁性原子のドープが誘起する強誘電体相の格子非整合磁気構造の反射と一致することが明らかとなった。つまり、高圧力の印可によって、この物質に強誘電相が誘起された可能性を示すものである。

We have investigated the pressure effect on magnetic orderings in triangular lattice antiferromagnet CuFeO$$_{2}$$ up to 3.2 GPa, by means of neutron diffraction experiments with the hybrid-anvil-cell. The magnetic ground state of CuFeO$$_{2}$$ with ${it k}$ = (1/4, 1/4, 3/2) in ambient pressure is changed in to the other magnetic state under pressure. In the pressure induced phase, we observed the magnetic reflections at (${it q}$, ${it q}$, 3/2) and (1-${it q}$, 1-${it q}$, 3/2), ${it q}$ $$sim$$ 0.2 at 3.2 GPa and 1.5 K, which are the identical positions to those in field-induced or nonmagnetic impurity-induced noncollinear magnetic phase with ferroelectric polarization. This might suggest that pressure induces the ferro- electric phase in CuFeO$$_{2}$$.

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