Phonon modes in a molecular dimer-Mott insulator -(BEDT-TTF)ICl studied by inelastic neutron scattering

分子ダイマーモット絶縁体-(BEDT-TTF)IClにおけるフォノンモードの中性子非弾性散乱による研究

河村 聖子   ; 松浦 直人*; 井口 敏*; 佐々木 孝彦*; 谷口 弘三*; 窪田 愛子*; 佐藤 一彦*; 稲村 泰弘  ; 菊地 龍弥  ; 中島 健次   

Kawamura, Seiko; Matsuura, Masato*; Iguchi, Satoshi*; Sasaki, Takahiko*; Taniguchi, Hiromi*; Kubota, Aiko*; Sato, Kazuhiko*; Inamura, Yasuhiro; Kikuchi, Tatsuya; Nakajima, Kenji

最近、分子ダイマーモット絶縁体-(BEDT-TTF)IClがリラクサー的な電荷応答を示す新しいタイプの強誘電体の候補として報告された。この系は、= 62K以下でグラス的な強誘電性を示し、さらに=22K以下で長距離反強磁性秩序を示す。我々は、MLFのBL14に設置されたチョッパー分光器アマテラスを用いて、この系の中性子非弾性散乱測定を行った。温度の降下に伴い、18meVおよび21meV付近のフォノン強度は減少し、一方13.5meV近傍のモードの強度は増加する。すでに我々は、4.2meVをもつ2倍周期の光学モードが以下でエンハンスされ、さらに以下で抑制されることを見出しており、これは電荷およびスピンのダイナミクスと関連していると考えている。この結果とは対照的に、18meV付近の光学モードの強度は以下で減少し、低温で一定になるという振る舞いをする。

Recently it has been reported that a molecular dimer-Mott insulator -(BEDT-TTF)ICl is a candidate of a new type of ferroelectric system which shows a relaxor-like dielectric response. The system exhibits a glassy ferroelectric state below = 62 K and long-range antiferromagnetic order below = 22 K. We have performed inelastic neutron scattering experiments on this system by using a chopper spectrometer AMATERAS installed at BL14 in MLF. The phonon intensity at 18 and 21 meV decreases with lowering temperature, while that at 13.5 meV increases. We have already found that a period-doubled optical phonon mode at 4.2 meV is enhanced below around and then is suppressed below , indicating significant relationship to both charge and spin dynamics. In sharp contrast to this low-energy mode, the intensity of the optical mode at 18 meV decreases below to reach a constant value at a low temperature.