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論文

Observation of momentum-resolved charge fluctuations proximate to the charge-order phase using resonant inelastic X-ray scattering

吉田 雅洋*; 石井 賢司; 中 惇*; 石原 純夫*; Jarrige, I.*; 池内 和彦*; 村上 洋一*; 工藤 一貴*; 小池 洋二*; 永田 知子*; et al.

Scientific Reports (Internet), 6, p.23611_1 - 23611_8, 2016/03

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Multidisciplinary Sciences)

In strongly correlated electron systems, enhanced fluctuations in the proximity of the ordered states of electronic degrees of freedom often induce anomalous electronic properties such as unconventional superconductivity. While spin fluctuations in the energy-momentum space have been studied widely using inelastic neutron scattering, other degrees of freedom, i.e., charge and orbital, have hardly been explored thus far. Here, we use resonant inelastic X-ray scattering to observe charge fluctuations proximate to the charge-order phase in transition metal oxides. In the two-leg ladder of Sr$$_{14-x}$$Ca$$_x$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$, charge fluctuations are enhanced at the propagation vector of the charge order ($$mathbf{q}_mathrm{CO}$$) when the order is melted by raising the temperature or by doping holes. In contrast, charge fluctuations are observed not only at $$mathbf{q}_mathrm{CO}$$ but also at other momenta in a geometrically frustrated triangular bilayer lattice of LuFe$$_2$$O$$_4$$. The observed charge fluctuations have a high energy ($$sim$$ 1 eV), suggesting that the Coulomb repulsion between electrons plays an important role in the formation of the charge order.

論文

Temperature and polarization dependence of Fe L$$_{3}$$-edge X-ray absorption spectra of LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 黒田 朋子*; 川合 真大*; 永田 知子*; 池田 直*; 魚住 孝幸*

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 197, p.13 - 16, 2014/12

 被引用回数:4 パーセンタイル:29.63(Spectroscopy)

LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$は電荷秩序相でFe$$^{2+}$$, Fe$$^{3+}$$が三角格子上で秩序配列する。これまでにFe2p端発光測定からスペクトルがFe$$^{2+}$$, Fe$$^{3+}$$の単純な重ね合わせでは説明できないことを報告した。電子状態を調べるために、LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$及びLuをYbに、置換したYbMgFeO$$_{4}$$のFe2p端吸収測定を行い、スペクトルを比較検討した。

論文

Magnetic properties of R$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$ (R=Yb and Lu)

吉井 賢資; 池田 直*; 福山 諒太*; 永田 知子*; 神戸 高志*; 米田 安宏; 福田 竜生; 森 茂生*

Solid State Communications, 173, p.34 - 37, 2013/11

 被引用回数:2 パーセンタイル:11.91(Physics, Condensed Matter)

R$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$(R=YbおよびLu)の磁性を調べた。これらの物質は、マルチフェロイック電子強誘電体RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の関連物質である。磁気転移温度は270Kであり、RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の転移温度230-250Kより明らかに高かった。また、RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$でも報告されている、スピングラスおよび交換バイアス現象を観測した。これらは、磁気的な乱雑性の存在を示しており、磁気熱量効果のブロードなピークと一致する結果であった。また、磁気熱量効果より得られた、室温に近い磁気冷却温度は、この物質群が応用に適していることを示す。

論文

Magnetoelectric effect driven by magnetic domain modification in LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

神戸 高志*; 深田 幸正*; 狩野 旬*; 永田 知子*; 岡崎 宏之*; 横谷 尚睦*; 脇本 秀一; 加倉井 和久; 池田 直*

Physical Review Letters, 110(11), p.117602_1 - 117602_5, 2013/03

 被引用回数:23 パーセンタイル:77.7(Physics, Multidisciplinary)

The magnetocapacitance effect was investigated using impedance spectroscopy on single crystals of LuFe$$_2$$O$$_4$$. The intrinsic impedance response could be separated from the interfacial response and showed a clear hysteresis loop below $$T_{rm Ferri} sim$$ 240 under the magnetic field. The neutron diffraction experiment under the magnetic field proves the origin of the dielectric property related to the motion of the nanosized ferromagnetic domain boundary. These results imply that the modification of the microscopic domain structure is responsible for the magnetoelectric effect in LuFe$$_2$$O$$_4$$.

論文

Exchange bias in multiferroic $$R$$Fe$$_{2}$$O$$_{4}$$ ($$R$$=Y, Er, Tm, Yb, Lu and In)

吉井 賢資; 池田 直*; 西畑 保雄; 真栄田 大介*; 福山 諒太*; 永田 知子*; 狩野 旬*; 神戸 高志*; 堀部 陽一*; 森 茂生*

Journal of the Physical Society of Japan, 81(3), p.033704_1 - 033704_4, 2012/03

 被引用回数:10 パーセンタイル:58.4(Physics, Multidisciplinary)

磁性と誘電性が共存するマルチフェロイック$$R$$Fe$$_{2}$$O$$_{4}$$($$R$$=Y, Er, Tm, Yb, Lu and In)の交換バイアスを観測した。小さい$$R$$$$^{3+}$$イオンの場合($$R$$=Tm, Yb, Lu and In)、100-150K以下で交換バイアス磁場は1kOe以上の大きな値を示した。この性質は、強磁性的相互作用と反強磁性相互作用の競合に由来する磁気的グラス状態により発現する。交換バイアス磁場は、$$R$$$$^{3+}$$イオンを小さくすると大きくなる傾向を示した。すなわち、$$R$$サイト元素を置換することにより交換バイアスを制御できる可能性が示され、応用的にも興味深い結果が得られた。

口頭

LuFe$$_2$$O$$_4$$のFe2p端X線発光分光スペクトルの温度依存性

安居院 あかね; 永田 知子*; 水牧 仁一朗*; 池田 直*

no journal, , 

LuFe$$_2$$O$$_4$$は、T$$<$$T$$_{co}$$(=320K)でFe$$^2+$$イオンとFe$$^3+$$イオンが電荷秩序状態をとり、T$$>$$T$$_{co}$$では電荷秩序が融解する。本研究では、電荷の秩序状態と無秩序状態でのXESを比較するために、T$$_{co}$$の前後でLuFe$$_2$$O$$_4$$のFe2p端励起XESを測定し、電荷秩序の融解に関連すると考えられるスペクトル変化を見いだしたので報告する。

口頭

LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$のFe2p端X線発光分光スペクトルの温度依存性,2

安居院 あかね; 川合 真大*; 永田 知子*; 水牧 仁一朗*; 泉 雄大*; 池田 直*

no journal, , 

LuFe$$_2$$O$$_4$$は室温でFe$$^{2+}$$, Fe$$^{3+}$$が秩序配列し、T$$>$$500Kでは3次元的にも無秩序になる。T=575Kと室温で測定したFe3d-2p発光分光スペクトルを測定した。3次元電荷秩序状態の有無により、スペクトルが変化したので、これを報告する。

口頭

The Non-local emission process among Fe$$^{2+}$$ and Fe$$^{3+}$$ in LuFe$$_2$$O$$_4$$

安居院 あかね; 川合 真大*; 永田 知子*; 水牧 仁一朗*; 池田 直*

no journal, , 

LuFe$$_2$$O$$_4$$はTco=320Kで電荷秩序転移を起こし、電荷秩序相では2価と3価のFeが秩序配列する。LuFe$$_2$$O$$_4$$のFe2p-3d発光分光測定を行ったところ、そのスペクトルは2価のFeと3価のFeそれぞれに由来するスペクトルの単純な重ね合わせでは説明できないことがわかった。これはFe2p電子が励起されたときに2価のFeと3価のFeの中間状態が干渉することから起こる非局所発光が起こったためと考えている。

口頭

RFe$$_2$$O$$_4$$系のFe2p端発光スペクトル

安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 永田 知子*; 川合 真大*; 池田 直*

no journal, , 

LuFe$$_2$$O$$_4$$は電荷秩序相でFe$$^{2+}$$, Fe$$^{3+}$$が三角格子上で秩序配列する。これまでにFe2p端発光測定からスペクトルがFe$$^{2+}$$, Fe$$^{3+}$$の単純な重ね合わせでは説明できなこいことを報告した。LuをYbに、Feの一部をCo, Mgに置換した試料のFe2p端発光測定を行ったので、スペクトルを比較検討する。

口頭

Magnetic properties of single crystalline Lu$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$

吉井 賢資; 池田 直*; 福山 諒太*; 永田 知子*; 神戸 高志*; 米田 安宏; 福田 竜生; 森 茂生*

no journal, , 

標記物質の磁性を調べた。Lu$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$は、われわれが発見した電子強誘電体RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$(R:希土類)と共通する結晶構造を持ち、その物性は興味深いが、これまで余り調べられていない。磁化測定から、磁気転移温度は270K近傍で起こり、この温度は対応するRFe$$_{2}$$O$$_{4}$$であるLuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の240Kより高い。交流磁化測定などから、この系では乱れあるいは不均一性が重要な系であることがわかった。この特徴により、室温直下での広い温度幅での磁気冷却が可能であることを見いだした。これらの性質は、基礎的にも応用的にも興味深い。

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