三角格子反強磁性体における磁気特性と誘電特性の相関に関する研究

三角晶格反铁磁体磁介电特性相关性研究

• 批准号: 08J56431
• 负责人: 木村 健太
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J56431/
• 关键词: 電気磁気効果; 三角格子反強磁性体; マルチフェロイクス; 電気磁気効果; 三角格子反強磁性体; マルチフェロイクス

本研究は、三角格子反強磁性体におけるスピンカイラリティの電場による検出・制御を目指している。具体的には、螺旋スピン構造由来の強誘電性を示す三角格子反強磁性体CuCrO_2に着目し、単結晶を用いてその強誘電性と磁性の相関を調べている。本年度は、磁気構造と電気分極の相関を解明するために、(電場中)偏極中性子回折を行った。その結果、(1)基底磁気構造が非整合プロパースクリュー磁気構造であること、(2)スピンカイラリティを電場制御可能であること、を直接的に示した。これは、三角格子反強磁性体におけるスピンカイラリティの検出・制御に強誘電性の利用が有効であることを示す重要な結果である。この成果は、Journal of the Physical Society of JapanのEditor's Choiceに選ばれた。昨年度の研究により、CuCrO_2が電気分極の変化を伴う磁場誘起磁気転移を示すことを発見していたが、その詳細は明らかでなかった。そこで、磁気構造の変化を観察するために磁場中偏極中性子回折を行った。磁気転移により螺旋面方向が90度フロップすることを突き止めた。また、磁気対称性の考察から、磁気転移により電気分極方向が90度フロップすることを導き出し、これが電気分極の変化に対応していることを明らかにした。また、この磁気転移は、CuCrO_2と類似の性質を持つ三角格子反強磁性体において初めて発見された転移である点も興味深い。この成果は、Physical Review Bに掲載された。非整合性の起源について探るべく、磁場中歪みゲージ測定により格子歪みについて調べた。基底磁気構造相において三角格子面に歪みが生じることを発見し、格子歪と非整合性に密接な関係があることを示した。この成果は、Journal of the Physical Society of Japanに掲載された。

这项研究旨在使用电场检测和控制三角晶格抗铁磁铁的自旋手性。具体而言，我们专注于三角晶格抗铁磁cucro_2，它表现出源自螺旋旋转结构的铁电性，并使用单个晶体研究了铁电性与磁性之间的相关性。今年，（在电场中）进行了极化的中子衍射，以阐明磁性结构与电化极化之间的相关性。结果直接表明（1）基磁结构是无与伦比的正确螺钉磁性结构，并且（2）可以通过电场控制自旋手性。这是一个重要的结果，表明铁电特性的使用有效地检测和控制三角晶格抗fiferromagnets中的自旋手性。这项成就被选为日本物理社会杂志的编辑选择。去年的一项研究发现，Cucro_2表现出磁场诱导的磁过渡，并伴有电化极化的变化，但细节尚不清楚。因此，在磁场中进行了极化的中子衍射，以观察磁性结构的变化。发现磁性转变导致螺旋平面的方向触发了90度。此外，从考虑磁对称性的考虑，确定磁过渡会导致电偏振方向flop 90度，这与电偏振的变化相对应。还有趣的是，这种磁过渡是第一次在具有与Cucro_2相似特性的三角形晶格抗fiferromagnet中发现它。这项工作发表在物理评论B中。为了探索不一致的起源，通过磁场中的应变计测量研究了晶格菌株。我们发现失真是在基础磁性结构阶段以三角晶格平面发生的，这表明晶格失真与不一致之间存在密切的关系。这项工作发表在《日本物理学会杂志》上。