Current-induced enhancement of magnetic anisotropy in spin-charge-coupled multiferroic YbFeO

スピン-電荷相関を持つマルチフェロイックYbFeOの電流印加による磁気異方性の増強

吉井 賢資  ; 松村 大樹   ; 齋藤 寛之; 神戸 高志*; 福永 守*; 村岡 祐治*; 池田 直*; 森 茂生*

Yoshii, Kenji; Matsumura, Daiju; Saito, Hiroyuki; Kambe, Takashi*; Fukunaga, Mamoru*; Muraoka, Yuji*; Ikeda, Naoshi*; Mori, Shigeo*

マルチフェロイックYbFeOについて、電流印加冷却による磁性の変化を報告する。磁気転移温度250K近傍において電流印加して試料を冷却した場合、電流無しの場合に比べ、低温100K以下において、磁化が10-20%低下する。それに伴い、電流印加後のヒステリシスループ測定から、磁気異方性が10-20%増強されることが分かった。これらの現象は、強磁性ドメインと反強磁性ドメインのうち磁気異方性の大きい後者が優勢となること、あるいは、電荷秩序ドメインの生成が抑制されピニング効果が大きくなることを示唆する。応用的に見ると本現象は、磁場冷却による磁気異方性の増強である交換バイアスとは異なり、磁場が無くても異方性が増強されるため、磁化の安定化を起こす新しい手法と提案できる。

We report the change of magnetic properties of multiferroic YbFeO, caused by cooling in the presence of an electrical current. The magnetization measured after the cooling becomes smaller by about 10-20% than that after cooling without a current. The current also affects the magnetic anisotropy below about 100 K; the magnetic coercivity is increased by about 10-20%. These phenomena may arise from a coexistence of ferromagnetic and antiferromagnetic domains, or a disturbance in the formation of charge-ordered domains. From the applied viewpoint, the enhancement of anisotropy by an electrical current offers a method for stabilizing magnetization other than the well-known method, i.e., exchange bias.