スピン軌道結合系イリジウム酸化物の逐次新奇相転移と電流誘起交差相関物性の解明

阐明自旋轨道耦合氧化铱的新型连续相变和电流感应互相关特性

• 批准号: 22H01183
• 负责人: 松平 和之
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01183/
• 关键词: 電気トロイダル秩序; イリジウム酸化物; スピン軌道結合系; 電流誘起交差相関物性; 電気トロイダル; 電流誘起; 電気トロイダル秩序; イリジウム酸化物; スピン軌道結合系; 電流誘起交差相関物性; 電気トロイダル; 電流誘起

テーマA 逐次相転移の微視的自由度の解明低温の磁気秩序の異方的な相図および磁気異方性を明らかにした。c面内が磁化容易方向で，磁気モーメントが面内異方性を持っていること，磁気秩序が磁場印加でc軸方向で増大し，c面内方向で7Tでも10%程度しか低下しない。これらの特徴は磁気多極子あるいはクラスター磁気多極子の可能性を示唆している。非磁性の105K相転移の熱膨張測定から，この相転移における格子系の変化を初めて明らかにした。多結晶試料の線膨張系数に5×10^-7の非常に小さな変化を見出した。電気抵抗の高圧力効果を調べた。電気抵抗は圧力印加により抵抗値は小さくなり，相転移は0.81K/GPaで上昇することがわかった。この変化は熱膨張測定からの予測とほぼ一致する。KEK-PFでのX線回折で中間相の結晶構造の空間群がR3であることを明らかにした。また，超格ピークの積分強度の温度依存性が，鏡映対称性を破る原子変位がある場合で，説明できることを明らかにした。速水は２つの秩序相に対して群論および多極子理論を用いた解析を行い、中間温度相がクラスター電気トロイダル双極子秩序、低温相がクラスター磁気トロイダル四極子秩序に対応することを明らかにした。テーマB 電流誘起交差相関現象の解明松平と長谷川は，電流印加下でのラマン散乱測定を行い，酸素の振動モードにおいて，自己発熱によるフォノンモードの変化とは異なる電流印加の効果によるスペクトル変化を見出した．これは酸素の結合の変化や局所構造変化に対応し，非線形伝導の微視的な起源と考えられる．また，赤外分光による電子構造の研究を行った。電気抵抗の温度依存性から熱活性型を仮定し推察されるエネルギーギャップに対応した光学伝導度にはギャップはないことがわかった。第一原理計算による光学伝導度の結果と比較考察し，電子構造の概略を得た。これらはソフトギャップと考えられる。

主题A：阐明了低温磁性的各向异性相位图和磁各向异性，阐明了延续相变的显微镜自由度。 c平面朝着易于磁化的方向，磁矩具有平面各向异性，当应用磁场时，磁序在C轴方向上增加，甚至在C平面方向上甚至7T仅降低约10％。这些特征表明磁多极或簇磁多极的可能性。我们第一次揭示了在此期转换期间晶格系统的变化是来自非磁性105K相变的热膨胀测量。我们在多晶样品的线性扩展系统中发现了非常小的5×10^-7的变化。研究了电阻的高压效应。发现在施加压力时，电阻的电阻值会降低，并且相变为0.81K/gpa。这种变化与热膨胀测量的预测大致一致。 X射线衍射与KEK-PF显示出中间体晶体结构的空间基团为R3。还发现，在打破镜像对称性的原子位移的情况下，可以解释增压峰积分强度的温度依赖性。 Hayami使用小组理论和多极理论对两个有序相进行了分析，表明中间温度相对应于簇电动环偶极子级序，低温相对应于簇磁环形四方序列。主题B：对电流诱导的互相关现象的深奥分析，在当前应用下进行了拉曼散射测量，并发现由于当前应用的效果而引起的光谱变化，这与氧气振动模式下的自动热相差不同。这对应于氧键和局部结构变化的变化，被认为是非线性传导的微观起源。另外，使用红外光谱研究了电子结构。基于电阻的温度依赖性，发现光导率中没有间隙，这对应于能量隙，估计为热活动类型。根据基于第一原理计算的光导率的结果进行了比较考虑，并获得了电子结构的概述。这些被认为是软间隙。