新規現象探索に向けた「電子型強誘電体」の単一ドメイン電気磁気効果測定

“电子铁电体”单域电磁效应测量探索新现象

基本信息

批准号：
22K20361
负责人：
永田知子
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

電子型強誘電体RFe2O4の電気磁気効果は既存の理論で説明できない現象である可能性があるがその詳細は未解明である。本研究は、局所的な電気磁気効果を観測しその詳細を解明することを目的とする。現在、研究実施計画に記載の第1段階・第2段階・第4段階を同時に進めている。第1段階の試料作製・評価について、当初は単結晶試料を使用予定であったが、薄膜試料を使用することに変更した。単一ドメインの電気分極測定を目指すため、バルク試料より薄膜試料が有効であると考えた。液相反応法による薄膜作製に取り組み、YbFe2O4の類似物質であるh-YbFeO3が作製できた。焼成時の雰囲気をより還元側にすることでYbFe2O4薄膜の作製が可能である見込みがある。第2段階の局所電気分極測定に向け、任意波形発生器・高速バイポーラ電源・高精度オシロスコープを用いた電気分極測定システムが概ね立ち上がった。本物質は電気分極に対して比較的大きな導電成分が検出される可能性が高いことを踏まえ、より電気分極が検出しやすい波形を検討している。また、電気分極測定の予備測定として、インピーダンスアナライザを用いた誘電率測定を行った。第4段階の局所磁化測定に向け、光学系の構築を行った。プローバー上に構築しやすく、より大きな磁気光学効果が期待できる極カー配置で構築した。信号検出部に差分検出システムを導入し、測定精度は0.005度の高分解能であることを確認した。光学系は概ね構築できたが、光源であるHe-Neレーザーへの戻り光を遮断するアイソレーターを改良する必要がある。通常の磁石を用いた光学アイソレーターは、磁場中で測定する本研究では使用できないため、改良方法を検討している。

电子铁电RFe2O4的电磁效应可能是现有理论无法解释的现象，但具体细节仍不得而知。这项研究的目的是观察局部电磁效应并阐明其细节。目前，研究实施计划中列出的一、二、四阶段正在同步推进。关于第一阶段的样品制备和评估，我们最初计划使用单晶样品，但改为使用薄膜样品。由于我们的目标是测量单个域的电极化，因此我们认为薄膜样品比块状样品更有效。我们使用液相反应方法进行薄膜制造，并能够制造出与 YbFe2O4 类似的物质 h-YbFeO3。预计通过使烧成时的气氛更加还原，可以制造YbFe2O4薄膜。为第二阶段局部电极化测量做准备，使用任意波形发生器、高速双极电源和高精度示波器的电极化测量系统已基本完成。考虑到这种材料中的电极化检测到相对较大的导电成分的可能性很高，因此我们正在考虑一种更容易检测电极化的波形。另外，作为电极化测定的预备测定，使用阻抗分析仪进行介电常数测定。为第四步局部磁化测量构建了光学系统。它是使用极车布置构建的，该布置易于在探测器上构建并允许更大的磁光效应。信号检测部分引入了差分检测系统，测量精度被证实高达0.005度。光学系统已经基本构建完毕，但阻挡光返回作为光源的氦氖激光器的隔离器还需要改进。使用普通磁铁的光隔离器无法用于这项涉及磁场测量的研究，因此我们正在考虑改进它们的方法。