放射光メスバウアー回折による鉄系電子誘電体の電荷・スピン秩序基底状態の研究

使用同步加速器穆斯堡尔衍射研究铁基电子电介质的电荷和自旋有序基态

基本信息

批准号：
18J10004
负责人：
藤原孝将
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18J10004/
关键词：
電子誘電体磁気秩序

项目摘要

本年度の研究ではこの電荷秩序構造を決定し、更に300 K付近に短距離磁気秩序と格子歪による相転移を発見した。いままで、この物質は電荷秩序相関長が短く、回折線信号の消滅則は複雑なものであり、電荷秩序構造に関する議論が続いていた。化学当量的な試料を用いて電荷秩序構造や磁気測定等の議論を行っている。電荷秩序構造を議論するためにX線回折により逆格子空間の観測を行った。その結果ラウエ群は2/mで表現されるシンプルな消滅則になり、この結果から電荷秩序を考え単斜晶系の5種類の電荷秩序模型を導出に成功している。今年度はこれらの結果を議論するために、電気伝導率に依存しない第二次高調波発生(SHG)や圧電応答顕微鏡(PFM)による分極測定の測定から電荷秩序構造を調べることにした。その結果SHG測定からは点群mの非線形光学応答テンソルしかうまく測定結果を説明できないことから電荷秩序モデルをCmに一意に決定することができた。同様にPFMの結果についてものこの物質は六方晶c軸方向の抗電場が小さいことが判明した。以上のことから電荷秩序モデルを一意に定めることができた。磁気秩序構造に関しても調べるため中性子回折実験を詳細に解析した結果、磁気転移点以上で1/3 1/3 0付近に短距離磁気秩序によるブロードな磁気反射が見られ300 Kで消失した。この温度付近のメスバウアー分光によりFe3+の磁気秩序が磁気点以上で見られこれも300 Kで消失した。この付近には強い比熱異常も観測され、Fe3+の部分磁気秩序と格子歪が同時に起こる転移であると結論づけた。この温度で焦電気電流ピークもあることから磁気秩序と誘電性が結合する可能性の高い興味深い転移を発見した。

在今年的研究中，我们确定了这种电荷有序结构，并发现由于短程磁序和晶格应变而在 300 K 附近出现相变。到目前为止，这种材料具有较短的电荷级相关长度和复杂的衍射线信号消光规则，并且电荷级结构一直是争论的主题。我们正在讨论使用化学等效样品的电荷排序结构和磁性测量。为了讨论电荷有序结构，我们通过X射线衍射观察了倒晶格空间。结果，劳厄群变成了一个简单的消失定律，表示为 2/m，根据这个结果，考虑电荷排序，他们成功地推导出单斜晶系的五种电荷排序模型。今年，为了讨论这些结果，我们决定通过测量二次谐波产生 (SHG) 来研究电荷有序结构，该二次谐波产生不依赖于使用压电响应显微镜 (PFM) 的电导率和极化测量。因此，由于只有点群m的非线性光学响应张量才能解释SHG测量的测量结果，因此我们能够唯一确定电荷排序模型为Cm。同样，PFM结果表明该材料在六方c轴方向具有较小的矫顽电场。综上所述，我们能够唯一地定义一个收费订单模型。为了研究磁有序结构而对中子衍射实验进行了详细分析，结果发现，在磁转变点上方 1/3 1/3 0 附近观察到了由短程磁序引起的宽磁反射，该反射在 300 K 时消失。穆斯堡尔光谱在该温度附近显示出磁点以上 Fe3+ 中的磁序，该磁序在 300 K 时也消失。在该区域附近还观察到强烈的比热异常，推断这是Fe3+的部分磁序和晶格畸变同时发生的转变。由于在此温度下还存在热释电电流峰值，因此我们发现了一个有趣的转变，该转变可能是磁序和介电性的组合。