ビスマス添加した希土類-クロム酸化物GdCrOの磁気的性質

Magnetic properties of Bi-doped GdCrO

吉井 賢資  ; 辻 卓也  ; 松村 大樹   ; 西田 銀一*; 井上 直希*; 深田 幸正*; 矢板 毅

Yoshii, Kenji; Tsuji, Takuya; Matsumura, Daiju; Nishida, Ginichi*; Inoue, Naoki*; Fukada, Yukimasa*; Yaita, Tsuyoshi

希土類-クロム酸化物GdCrOにBiを添加した場合の磁気的性質を調べた。この物質は、磁性と誘電性が共存するマルチフェロイックであること等が報告されている興味深い系である。固相反応法により、BiをGdサイトに5-10%置換した仕込み量で合成したところ、920C近傍で単相試料が合成できた。これは、希土類の異なる同構造系SmBiCrOで報告された結果と同様である。すなわち、通常1300C以上で合成・焼結されるCrO(: 希土類)の合成温度がBi添加により大幅に低下した。磁化測定からは、(Gd,Bi)CrO試料は、GdCrOと同様に、170KでCrスピンの弱強磁性が発現するなどの性質を示した。この結果は、SmBiCrOの磁気転移温度が60K近傍であり、SmCrOSmBiCrOの転移温度(190K)より大幅に低いという性質と全く異なる。Biの結晶サイトを特定するために放射光吸収分光測定も行っており、その他の結果も含め報告する。

We have investigated the magnetic properties of Bi-doped perovskite GdCrO, which was reported to be multiferroic below the magnetic transition temperature (170 K). For the low doping levels (about 5-10% Bi at the Gd site), single-phase samples could be prepared at 920C, a temperature which is much lower than the firing temperature of GdCrO (about 1300-1400C). This result is essentially the same as that of isostructural (Sm,Bi)CrO. Magnetic measurements showed that the magnetic properties were essentially identical to those of GdCrO. For example, the chromium spins show a ferrimagnetic transition at 170 K. Interestingly, these properties were entirely different from those of (Sm,Bi)CrO, which showed that the Bi doping led to a drastic lowering of magnetic transition temperature (by 140 K). We have also conducted X-ray absorption measurements to determine the crystallographic site of Bi. The results will be shown at the conference.