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論文

Nanoscale ice-type structural fluctuation in spinel titanates

鳥越 秀平*; 服部 崇幸*; 樹神 克明; 本田 孝志*; 佐賀山 基*; 池田 一貴*; 大友 季哉*; 仁谷 浩明*; 阿部 仁*; 村川 寛*; et al.

Physical Review B, 98(13), p.134443_1 - 134443_7, 2018/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:16.65(Materials Science, Multidisciplinary)

In the spinel titanate MgTi$$_2$$O$$_4$$, the tetragonal phase collapses upon substitution of a tiny amount of Mg ion at the Ti site, and the cubic phase with the geometrical frustration is resurrected. The atomic pair distribution function (PDF) and the extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) reveal the nanoscale structural fluctuation, in which the Ti atomic displacement has the two-in two-out configuration in the cubic phase. We argue that the geometrical frustration plays an essential role in the collapse of the tetragonal phase and the resultant nanoscale ice-type structural fluctuation.

論文

Observation of all-in type tetrahedral displacements in nonmagnetic pyrochlore niobates

鳥越 秀平*; 石本 祐太朗*; 青石 優平*; 村川 寛*; 松村 大樹; 吉井 賢資; 米田 安宏; 西畑 保雄; 樹神 克明; 富安 啓輔*; et al.

Physical Review B, 93(8), p.085109_1 - 085109_5, 2016/02

 被引用回数:4 パーセンタイル:26.78(Materials Science, Multidisciplinary)

We observed all-in type Nb tetrahedral displacement in nonmagnetic pyrochlore niobates A$$_{2}$$Nb$$_{2}$$O$$_{7}$$ (A = Nd$$_{0.5}$$Ca$$_{0.5}$$ and Y$$_{0.5}$$Ca$$_{0.5}$$) through the analysis of the neutron pair distribution function and the extended X-ray absorption function spectroscopy. The all-in type Nb tetrahedral displacement, which has the character of a charge singlet state, is driven by the formation of the bonding orbital. The diffuse scattering in the X-ray diffraction, which has the resonant component in the Nb $$L$$3 edge, indicates that the all-in type Nb tetrahedral displacement has the periodicity with its short-range correlation.

論文

X-ray absorption spectra in pyrochlore niobates

鳥越 秀平*; 石本 祐太朗*; 花咲 徳亮*; 野上 由夫*; 松村 大樹; 吉井 賢資; 米田 安宏; 西畑 保雄

Journal of Physics; Conference Series, 320, p.012078_1 - 012078_4, 2011/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:37.04

パイロクロア構造を持つニオブ酸化物のX線吸収スペクトルを測定し、この系の誘電性の起源につき議論した。YCaNb$$_{2}$$O$$_{7}$$とNdCaNb$$_{2}$$O$$_{7}$$のEXAFS測定からは、Nb周囲の酸素が変位していることがわかった。この結果は、過去の中性子回折実験の結果と定性的に一致する。観測されたイオン変位状態は、Nb周囲の原子配置の中心対称性を破りうるため、局所的に電気双極子が存在しうることとなり、結果的にこの系の誘電性の起源となりうることを議論する。

論文

Magneto-electric effect in charge-ordered LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

神戸 高志*; 小松 拓磨*; 道内 尊正*; 早川 弘毅*; 大石 大輔*; 花咲 徳亮*; 吉井 賢資; 池田 直*

Journal of Physics; Conference Series, 200, p.012077_1 - 012077_4, 2010/02

 被引用回数:4 パーセンタイル:83.16

電荷秩序を起源として強誘電体となる鉄酸化物LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$について、外部磁場下において誘電率測定を行い、電気磁気効果を観測した。330K以下の三次元鉄電荷秩序を持つ強誘電相において、本系の誘電応答は外部磁場に強く依存して変化することがわかった。外部磁場依存性は、磁気転移温度(240K)近傍において増強されることも見いだした。これは誘電性と磁性の相関が存在することを強く示唆する。また、本測定から観測された、磁気転移温度以上の電気磁気効果と、試料の酸素量などについての関係も報告し、観測された電気磁気効果の起源などについて議論する。

論文

Stoichiometric study of the dielectric and magnetic properties in charge frustrated system LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

道内 尊正*; 横田 祐輔*; 小松 拓磨*; 早川 弘毅*; 黒田 朋子*; 真栄田 大介*; 松尾 祥史*; 森 茂生*; 吉井 賢資; 花咲 徳亮*; et al.

Ferroelectrics, 378(1), p.175 - 180, 2009/00

 被引用回数:18 パーセンタイル:62.21(Materials Science, Multidisciplinary)

鉄イオンの電荷秩序により強誘電体となる標記物質LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$につき、合成条件を変えることにより酸素量を変えた試料に対する磁性と誘電性について報告する。試料作成はCO-CO$$_{2}$$混合ガスフロー中で行い、CO$$_{2}$$とCOの比を変えることで酸素量を変えた。CO$$_{2}$$:COのフロー比が1:5付近において、磁気転移温度が最高の240$$sim$$250K近傍となったことから、この試料が最良のものと判断される。本試料の誘電率は、室温で10000近傍であった。誘電率の虚数部分から求めた活性化エネルギー0.4$$sim$$0.5eV程度であり、これまでLuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$において報告されていた0.3eVよりも大きい傾向が見られた。今後さらに測定を行い、物性の詳細のわかっていないLuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の性質とその起源を明らかにする予定である。

口頭

電子誘電体LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の磁場中誘電特性

小松 拓磨*; 神戸 高志*; 道内 尊正*; 早川 弘毅*; 大石 大輔*; 花咲 徳亮*; 池田 直*; 吉井 賢資

no journal, , 

LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$は、鉄電荷が実空間において秩序化することによって強誘電性を発現する、新しいカテゴリーの強誘電体である。本発表では、この物質における磁場下の誘電特性を測定した。電荷秩序転移及び磁気転移近傍において、磁場の大きさに依存する誘電率の変化を見いだしたので報告する。この結果は、この物質における誘電性が磁場などの外部パラメータでコントロールできることを示しており、基礎応用両面から興味深い。

口頭

Dielectric properties on charge ordered ferroelectrics LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

池田 直*; 神戸 高志*; 小松 拓磨*; 道内 尊正*; 早川 弘毅*; 花咲 徳亮*; 吉井 賢資; 松尾 祥史*; 森 茂生*

no journal, , 

われわれが放射光などを用いて最近発見した、新しいタイプの標記強誘電体について解説する。通常の強誘電体では、正と負のイオン位置の重心がずれることにより電気双極子を生み出し、それが強誘電性の起源となることはよく知られている。一方、標記物質では、三角格子上の2+と3+の鉄イオンが特殊な配列構造をすることで電気双極子を発生し、それが強誘電性の起源となることがわかった。本発表では、この系の交流誘電率・分極測定・磁化測定などの結果について紹介し、新規強誘電体の興味深い性質について、基礎・応用両面から解説する。

口頭

YbFe$$_{2-x}$$Mn$$_{x}$$O$$_{4}$$の電荷秩序構造と磁気・誘電特性

松本 圭祐*; 松尾 祥史*; 大石 大輔*; 赤浜 祐士*; 吉井 賢資; 花咲 徳亮*; 神戸 高志*; 池田 直*; 君塚 昇*; 森 茂生*

no journal, , 

電子強誘電体RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$(R:希土類)の鉄サイトにマンガンを置換したYbFe$$_{2-x}$$Mn$$_{x}$$O$$_{4}$$について、その電荷秩序構造と磁気・誘電特性を調べた。電子線回折からは、マンガンの入っていない母体物質は、室温で鉄電荷秩序構造が観測された。マンガンを導入すると、閾値(10-20パーセント)以上の置換量において、鉄電荷秩序構造は消失することがわかった。また、マンガン置換により、磁気転移温度・自発磁化・誘電率といった物性量が減少することが観測された。これらの現象を鉄とマンガンの短距離秩序などと関連付けて説明する。

口頭

パイロクロア型ニオブ酸化物におけるX線吸収スペクトルと強誘電性

奈良 晋太郎*; 鳥越 秀平*; 花咲 徳亮*; 野上 由夫*; 松村 大樹; 吉井 賢資; 米田 安宏; 西畑 保雄

no journal, , 

パイロクロア型ニオブ酸化物YCaNb$$_{2}$$O$$_{7}$$及びNdCaNb$$_{2}$$O$$_{7}$$の性質を調べた。SPring-8の放射光を用いたXANES測定及び熱重量分析から、これらの物質はNbの平均価数が4.5+であると決定した。この原子価は、Nbサイトに電荷のフラストレーションが存在することを意味する。また、放射光EXAFS測定からは、Nbの原子が中心対称を失った位置に存在することが示唆された。これまでの研究から、これらの物質では、Nbサイトの磁化の消失・大きな熱電効果や強誘電性といった特異な物性が見いだされているが、以上の放射光測定の結果から、これら物性の起源について議論する。

口頭

YbFe$$_{2-x}$$Mn$$_{x}$$O$$_{4}$$の電荷秩序構造と磁気・誘電特性,2

松本 圭祐*; 星山 卓也*; 大石 大輔*; 赤浜 裕士*; 吉井 賢資; 狩野 旬*; 花咲 徳亮*; 神戸 高志*; 池田 直*; 森 茂生*

no journal, , 

われわれのグループが発見した新規強誘電体RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$(R:希土類元素)の性質を詳しく調べる目的で、FeサイトをMnに置換したYbFe$$_{2-x}$$Mn$$_{x}$$O$$_{4}$$を合成し、物性を調べた。電子線回折実験を行ったところ、x=0のYbFe$$_{2}$$O$$_{4}$$では室温でab面内3倍周期の鉄電荷秩序構造が観測された。これはこの系の強誘電性の起源となるものである。しかし、x=0.1の試料では、長距離の鉄電荷秩序は消失し、代わりに短距離秩序を示す散漫散乱パターンが観測された。すなわち、5%のMn少量置換により、長距離秩序構造が壊されることがわかった。講演では、この系の磁気・誘電特性と局所構造の相関及び詳細について報告する予定である。

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