透過型電子顕微鏡による磁性強誘電体の結晶構造と磁性・誘電性ドメイン構造の解析

使用透射电子显微镜分析磁性铁电材料的晶体结构和磁/介电域结构

基本信息

批准号：
05J00533
负责人：
浅香透
金额：
$ 2.18万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

磁性強誘電体の結晶構造やドメイン構造と磁性との関係に着目して、透過型電子顕微鏡法を用いて研究を行った。まず、昨年度までに合成が成功しているBi_<1-X>La_XMnO_3の変調構造と強磁性磁区構造、さらにはそれらの関係について、ローレンツ電子顕微鏡法と通常の透過型電子顕微鏡法を併用し、調べた。本系の変調構造についてはq〜0.13a^*の変調ベクトルをもち平均構造と非整合の変調構造を持つことが分かった。ローレンツ電子顕微鏡法により、この変調構造相は強磁性であることを明らかにした。また、強磁性磁区は結晶磁気異方性の弱いソフト磁性体に典型的に見られる構造を持ち、さらに変調構造との相関は見出されなかった。最近、磁性強誘電体として見出された六方鉄酸化物(Ba_<0.5>Sr_<1.5>Zn_2Fe_<12>O_<22>)の局所磁性と磁場誘起常誘電-強誘電相転移を調べた。本系は340K以下でらせん磁性を示すがローレンツ電子顕微鏡で観察した結果、試料の薄い部分で強磁性磁区が観察された。これはらせん磁性が薄膜効果のために変調を受け、生じたものと考えられるが、詳細については今後更なる研究が必要である。さらに、磁場誘起常誘電-強誘電相転移における結晶構造相転移をその場電子顕微鏡観察し、結晶構造の変化を見出した。磁性強誘電体の電場下での結晶構造や磁気構造の変化を観察するために、電極付き電子顕微鏡試料の作製を行った。テストサンプルとして室温で電荷整列を起こすマンガン酸化物を採用し、作製にはFocused Ion Beam(FIB)を用いた。実際に作製した試料をSTM tipを有した電子顕微鏡その場観察ホルダーで実験した結果、設計した試料は実際に機能することが分かったが、高い電圧を印加すると試料と試料ホルダーの接着が弱くなる問題が生じた。この問題点を考慮に入れた新たな試作品を作製、実験に取り掛かった。

使用透射电子显微镜进行了研究，重点是磁铁电体的晶体结构以及域结构与磁性之间的关系。首先，我们研究了BI_ <1-x> la_xmno_3的调制结构和铁磁结构域结构，该结构已成功合成于去年，还使用Lorentz Electron显微镜与常规透射电子显微镜结合使用了它们的关系。发现该系统的调制结构的调制向量为q至0.13a^*，并且具有与平均结构不一致的调制结构。洛伦兹电子显微镜表明，调制的结构相是铁磁。此外，铁磁结构域具有典型的软磁体的结构，具有弱磁结晶性各向异性，并且与调制结构没有相关性。最近发现了最近发现的作为磁铁铁电极的磁性磁性特性和磁场诱导的六角形铁氧化铁（BA__ <0.5> sr_2fe_ <12> o_ <22>）的paradielectric-Felelectric相变。该系统在340K或更少的情况下表现出螺旋磁性能，但是由于Lorentz电子显微镜观察，在样品的薄部分中观察到铁磁域。人们认为这是由于薄膜效应引起的螺旋磁化的调节引起的，但是需要进一步的研究以进行更多细节。此外，通过原位电子显微镜观察到磁场诱导的寄生虫 - ferolectric相变的晶体结构相变，并发现了晶体结构的变化。制造配备电极的电子显微镜样品，以观察电场下磁铁电的晶体结构和磁性结构的变化。作为测试样品，使用了在室温下导致电荷对齐的锰氧化物，并将聚焦离子束（FIB）用于制备。使用带有STM尖端的电子显微镜对实际样品进行实验样品的实验，发现设计的样品实际上有效，但是当应用高压时，样品和样品持有人之间的粘附量被削弱。我们开始创建一个新的原型，考虑到这个问题和实验。