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論文

Origin of the large ferroelectric polarization enhancement under high pressure for multiferroic DyMnO$$_{3}$$ studied by polarized and unpolarized neutron diffraction

寺田 典樹*; Qureshi, N.*; Stunault, A.*; Enderle, M.*; Ouladdiaf, B.*; Colin, C. V.*; Khalyavin, D. D.*; Manuel, P.*; Orlandi, F.*; 宮原 慎*; et al.

Physical Review B, 102(8), p.085131_1 - 085131_7, 2020/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.102.085131
 被引用回数：3 パーセンタイル：19.68(Materials Science, Multidisciplinary)

We have determined the magnetic structures in high pressure phase with the giant ferroelectric polarization in DyMnO$$_{3}$$. For Mn spins, the E-type magnetic ordering is stabilized above 4.0 GPa, which induces the giant ferroelectric polarization through the exchange striction effect. Furthermore, we have elucidate that the lattice distortion generated through the exchange striction for the Dy and Mn bonds can give the significant magnetic field enhancement of ferroelectric polarization in this system.

論文

Magnetic ordering in pressure-induced phases with giant spin-driven ferroelectricity in multiferroic TbMnO$$_{3}$$

寺田 典樹*; Khalyavin, D. D.*; Manuel, P.*; 長壁 豊隆; 吉川 明子*; 北澤 英明*

Physical Review B, 93(8), p.081104_1 - 081104_5, 2016/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.93.081104
 被引用回数：18 パーセンタイル：63.01(Materials Science, Multidisciplinary)

マルチフェロイック物質TbMnO$$_{3}$$について、圧力/磁場誘起の巨大強誘電分極のメカニズムを解明するため、単結晶試料を用いた高圧および磁場下の中性子回折実験を行った。その結果、この物質のMnスピンの圧力誘起Eタイプ秩序が、交換磁気歪み機構を通して巨大強誘電分極をもたらしていることを明らかにした。さらに、ゼロ磁場でTb磁場モーメントの極性秩序により抑制されていた分極が、2Tで非極性秩序へと転移するため、抑制された分極が解放されて増大するというメカニズムを提案した。

論文

Pressure-induced polar phases in multiferroic delafossite CuFeO$$_{2}$$

寺田 典樹*; Khalyavin, D. D.*; Manuel, P.*; 長壁 豊隆; Radaelli, P. G.*; 北澤 英明*

Physical Review B, 89(22), p.220403_1 - 220403_6, 2014/06

AA2014-0251.pdf:1.02MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.89.220403
 被引用回数：29 パーセンタイル：74.69(Materials Science, Multidisciplinary)

強くフラストレートした反強磁性体CuFeO$$_{2}$$において、その磁気秩序に対する圧力効果を、静水圧力下中性子回折実験により研究した。主要な結果は、この物質の圧力-温度相図を明らかにしたことで、その相図は、4つの磁気秩序相で構成されており、そのうち2つは誘電相でもある。特に、3GPa$$<$$P$$<$$4GPaの圧力領域において、プロパースクリュー磁気秩序相(ICM2)が安定化するが、この構造は、磁場あるいはドーピングによって誘起される強誘電相のものと一致することが明らかとなった。さらに、4GPa以上では、新たな低対称のICM3相が現れる。この相は、デラフォサイト型のマルチフェロイック物質群の中でも特有のもので、サイクロイドとプロパースクリューのスピン構造が混合したものと考えられる。この物質で観測される圧力に対する連続した磁気秩序の変化は、大気下では単斜晶へのゆがみによって解消するスピンフラストレーションが、高圧力によって抑制されるためと考えられる。

口頭

High pressure neutron diffraction experiments on triangular lattice Antiferromagnet CuFeO$$_{2}$$ using hybrid anvil cell

寺田 典樹*; 長壁 豊隆; Khalyavin, D. D.*; Manuel, P.*; Radaelli, P. G.*; 北澤 英明*

no journal, , 

ハイブリッドアンビルセルを用いて三角格子反強磁性体CuFe0$$_{2}$$の中性子回折実験を3.2GPaまでの高圧力下で行った。CuFe0$$_{2}$$の常圧下の基底状態は、${it k}$ =(1/4, 1/4, 3/2)の長距離秩序を示すが、加圧下ではこれと異なった格子非整合の磁気秩序相を持つことを明らかにした。この相中の3.2GPa, 1.5Kにおいて、我々は、(${it q}$, ${it q}$, 3/2)や(1-${it q}$, 1-${it q}$, 3/2) (${it q}$ $$sim$$ 0.2)という磁気反射を観測したが、これは、この物質における磁場による誘起、あるいは非磁性原子のドープが誘起する強誘電体相の格子非整合磁気構造の反射と一致することが明らかとなった。つまり、高圧力の印可によって、この物質に強誘電相が誘起された可能性を示すものである。

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