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Magnetic and dielectric properties of Lu$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$

Lu$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$の磁性と誘電性

深田 幸正*; 吉井 賢資 ; 藤原 孝将*; 林 直顕*; 福田 竜生  ; 水牧 仁一朗*; 重松 圭*; 東 正樹*; 武田 全康 ; 池田 直*

Fukada, Yukimasa*; Yoshii, Kenji; Fujiwara, Kosuke*; Hayashi, Naoaki*; Fukuda, Tatsuo; Mizumaki, Masaichiro*; Shigematsu, Kei*; Azuma, Masaki*; Takeda, Masayasu; Ikeda, Naoshi*

希土類-鉄酸化物Lu$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$の磁性と誘電性について調べた。この物質は、申請者らが報告した強誘電体RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$(R: 希土類)の関連物質であり、室温で鉄電荷秩序による強誘電性が報告されているものの、物性の報告例は少ない。本研究では多結晶及び単結晶のLu$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$の物性を調べた。磁化測定からは、磁気転移温度は270K近傍であり、RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の250Kより高いことが分かった。また誘電率測定からは、誘電率が120K近傍でブロードなピークを描くことが分かった。さらに、誘電応答における系の均一性を示す指数もこの付近でピークを描き、120Kより低温では系は均質に近づいてゆくことも判明した。ブロードなピークは交流帯磁率測定からも観測されており、この物質の磁性と誘電性の相関を示す結果が得られた。

Magnetic and dielectric properties were investigated for poly and single crystalline Lu$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$, a related oxide to the electronic ferroelectric RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$ (R: rare earths). The magnetization measurements showed a ferrimagnetic transition at T$$_{N}$$=270 K. In addition, the temperature derivative showed the existence of a multiple magnetic transition. With cooling the sample, a broad transition occurs at 250-270 K, below which a sharp transition is observed. This result likely indicates the presence of multiple magnetic phases, rooted in the geometrical frustration on the triangular lattice. The dielectric measurements showed a possible correlation between magnetic and dielectric properties at about 120 K, at which both magnetization and AC susceptibility showed broad maxima. The other results will be presented at the conference.

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