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論文

Multiferroic character and magnetic phase of LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

大石 大輔*; 早川 弘毅*; 赤浜 裕士*; 池田 直*; 神戸 高志*; 松尾 祥史*; 君塚 昇*; 狩野 旬*; 吉井 賢資

Ferroelectrics, 415(1), p.51 - 56, 2011/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:27.56(Materials Science, Multidisciplinary)

電子強誘電体LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の酸素欠損が少ない単結晶に対し、外部磁場下での交流誘電率測定を行った。150K-300Kの範囲において、磁場印加により1パーセントほど誘電率が変化することが観測された。これは磁性と誘電性の結合を示す結果であり、応用的にも興味深い。磁場をスイープさせたところ、誘電率変化は磁化の磁場微分が最大となる磁場の付近で最も大きくなった。これは、誘電ドメインが磁気ドメインの動きに影響されることを意味する。この結果は、磁場による鉄スピンの再配列が鉄イオン間の電子移動に影響したため誘電性が変化したことによると考察した。

論文

Structural characterization and dielectric properties of hexagonal Lu(Fe,Ti)O$$_{3}$$

松尾 祥史*; 星山 卓也*; 森 茂生*; 吉井 賢資; 道上 勇一*; 神戸 高志*; 池田 直*; Brown, F.*; 君塚 昇*

Japanese Journal of Applied Physics, 48(9), p.09KB04_1 - 09KB04_3, 2009/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:5.74(Physics, Applied)

新規酸化物LuFe$$_{0.56}$$Ti$$_{0.44}$$O$$_{3}$$を空気中の固相反応法により合成した。この物質の結晶構造と実空間におけるドメイン構造を電子線を用いて調べたところ、室温における結晶構造は、六方晶$$P$$6$$_{3}$$cm構造であることがわかった。誘電率測定からは、570K付近にブロードな誘電分散が見いだされ、この物質が新規な誘電体であることが判明した。試料の実空間電子線観察から、この誘電性はナノメータ領域の誘電ドメインに由来するものであることがわかった。

口頭

LuGaFeO$$_{4}$$の磁性と誘電性

黒田 朋子*; 福山 諒太*; 北村 聡*; 松尾 祥史*; 池田 直*; 神戸 高志*; 安居院 あかね; 君塚 昇*

no journal, , 

三角格子復電荷鉄酸化物RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$は、R-Oで構成された三角格子とFe-Oで構成された三角格子が交互に積層する構造を持つ。鉄イオンは酸素5配位であり、Fe$$^{2+}$$が存在する場合ホール軌道の自由度を有する。RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の同形物質のうち、Fe$$^{3+}$$をGa$$^{3+}$$で置換したLuGaFeO$$_{4}$$はFe2+のみを含む。LuGaFeO$$_{4}$$の磁化特性と、誘電性なども報告する。

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

層状三角格子物質LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$における電荷秩序の非線形電場応答

早川 弘毅*; 久保田 正人*; 大石 大輔*; 赤浜 祐士*; 松尾 祥史*; 池田 直*; 神戸 高志*; 君塚 昇*; 吉井 賢資

no journal, , 

標記物質は、鉄イオンの電荷秩序によって330K以下で強誘電性を示す、新しいタイプの強誘電体である。本研究では、電荷秩序状態の詳細を調べるために、外部電場による電荷秩序状態の変化を、物性測定及び高エネルギー加速器研究機構の放射光を用いて調べた結果を報告する。試料に電場を印加すると、小さい電場の時には鉄電荷秩序のため電流は流れず抵抗は大きいが、ある閾値を超えると電流が急激に流れ抵抗が減少することが観測された。放射光を用いた軟X線回折からは、低電場ではc軸2倍周期の超格子が観測されるが、閾値以上の電場ではc軸方向の長周期構造は消失した。これらの結果は、LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の電荷秩序の起源にかかわる情報を含むと考えられるが、現在解析中であり、詳細は当日報告する。

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

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

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。

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