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論文

Elemental substitution effects in multiferroic ${it R}$Fe$$_{2}$$O$$_{4}$$ (${it R}$: rare earths)

吉井 賢資; 船江 岳史*; 水牧 仁一朗*; 江尻 宏紀*; 池田 直*; 齋藤 寛之; 松村 大樹

Physica Status Solidi (C), 12(6), p.841 - 844, 2015/06

https://doi.org/10.1002/pssc.201400250
 被引用回数：1 パーセンタイル：40.68(Physics, Condensed Matter)

マルチフェロイック${it R}$Fe$$_{2}$$O$$_{4}$$ ($$R$$: Y, Ho-Lu, In)の元素置換効果について調べた。これまでほとんど報告例のない、非磁性のGa$$^{3+}$$を鉄サイトに置換した場合は、磁気転移温度$$T_{rm N}$$が減少した。これは過去、${it R}$FeCoO$$_{4}$$などでも示した通り、鉄サイト間の磁気相互作用が弱まったためである。Ga$$^{3+}$$置換した場合、室温の誘電率は母物質とほぼ変わらない1000-10000程度であった。また、誘電損失が減少することも判明した。この理由については現在不明であるが、損失の減少はエネルギー利用効率の上昇を示しており、応用に有利である。また$$R$$サイトの置換も行い、Dy$$^{3+}$$のような大きな$$R^{3+}$$を10%程置換できることが、放射光吸収分光により判明した。なお、置換試料では$$T_{rm N}$$が5-10K上昇した。この現象の起源についても現状では不明であるが、室温でマルチフェロイック状態を実現する一つの方向性を示しており、興味深い結果である。

口頭

YFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の逐次電荷秩序相転移

真栄田 大介*; 福山 諒太*; 北村 聡*; 船江 岳史*; 松尾 祥史*; 池田 直*; 神戸 高志*; 君塚 昇*; 吉井 賢資

no journal, , 

鉄イオンの電荷秩序により強誘電体となる標記酸化物の逐次相転移について調べた。この系は330K付近に電荷秩序相転移が現れ、250Kに鉄スピンの磁気転移が起こり、磁気転移温度直下でさらに構造相転移が起こると報告されており、複雑な相転移挙動を示す。本発表では、合成条件をさまざまに変えて作成したYFe$$_{2}$$O$$_{4}$$試料につき、その構造・磁性・誘電性を調べた。酸素分圧等の合成条件の微妙な変化によって試料の酸素量が変わり、それが構造や物性の大きな変化を引き起こすことがわかった。

口頭

希土類複電荷鉄酸化化合物LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$単結晶のマルチフェロイック特性と磁気相図

大石 大輔*; 早川 弘毅*; 赤浜 祐士*; 船江 岳史*; 松尾 祥史*; 池田 直*; 神戸 高志*; 君塚 昇*; 吉井 賢資

no journal, , 

鉄電荷秩序由来の強誘電性を示す標記酸化物について単結晶を育成し、マルチフェロイック特性と磁性の詳細を調べた。磁化測定から、磁気転移温度は240-250Kであった。また、磁場下における誘電率を測定したところ、良質な単結晶では室温で数十パーセント程度のマルチフェロイック特性(磁気誘電効果)が観測された。詳細な磁気測定からは、磁気転移温度以下で、複数の磁気秩序相が現れる磁気相図が得られた。これらの結果は、この系の持つスピン及び電荷フラストレーション等の特徴の表れと考えられる。

口頭

Lu$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$の磁気的誘電的性質

福山 諒太*; 吉井 賢資; 黒田 朋子*; 北村 聡*; 船江 岳史*; 松尾 祥史*; 池田 直*; 君塚 昇*; 神戸 高志*

no journal, , 

発表者らが発見した電子強誘電体RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$(R:希土類)の関連物質であるLu$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$について、その物性を調べた。この系はRFe$$_{2}$$O$$_{4}$$と同じく、構成イオンがそれぞれ三角格子を組んで積層するが、その積層パターンが異なる系であり、室温で強誘電体であると報告されている。磁化測定からは、磁気転移温度は260-270K付近であることが観測された。また、誘電率は室温で10000程度と比較的大きかった。さらに磁場下での誘電率測定を行い、室温付近での電気磁気効果が観測され、基礎応用両面から興味深い結果が得られた。

口頭

RFe$$_{0.56}$$Ti$$_{0.44}$$O$$_{3}$$(R=Lu,Yb)の結晶構造と磁気・誘電特性

星山 卓也*; 森 茂生*; 松尾 祥史*; 船江 岳史*; 神戸 高志*; 池田 直*; 君塚 昇*; 吉井 賢資; 道上 勇一*

no journal, , 

RFe$$_{0.56}$$Ti$$_{0.44}$$O$$_{3}$$(R=Lu,Yb)について、その結晶構造と物性を調べた。試料作成は空気中の固相反応法により行い、単相試料を合成できた。X線回折及び電子線回折からは、結晶構造はマルチフェロイックMn酸化物RMnO$$_{3}$$と同構造であることがわかった。磁化測定からは、磁気転移は観測されなかった。誘電率測定からは、高温領域(400K以上)において誘電率のピークが観測され、強誘電相転移であることを示唆する。

口頭

Rare earth substitution effects in multiferroic RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$ (R: rare earths)

吉井 賢資; 松村 大樹; 遠藤 成輝; 齋藤 寛之; 米田 安宏; 西畑 保雄; 船江 岳史*; 江尻 宏紀*; 狩野 旬*; 小林 達生*; et al.

no journal, , 

マルチフェロイックRFe$$_{2}$$O$$_{4}$$ (R: Y, Ho-Lu)の新規相を探索するために、Rサイトに大きい希土類を入れた系の探索を行った。固相反応法で作成した、10-20%程度の大きい(例えばDy$$^{3+}$$)希土類が入った試料のX線回折パターンからは、試料は単相であった。これを確かめるため、SPring-8の原子力機構ビームラインBL14B1にて、放射光吸収分光によるEXAFS測定を行ったところ、置換した希土類はRFe$$_{2}$$O$$_{4}$$のRサイトに入っていることを確認した。磁化測定からは、磁気転移温度が220-250K付近であることを観測した。

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