コニカルらせん磁性マルチフェロイクスにおける複合ドメインの理解と新規機能性の開拓

了解圆锥螺旋磁性多铁性的复杂领域并开发新功能

基本信息

批准号：
18F18803
负责人：
木村剛
金额：
$ 0.7万
依托单位：
The University of Tokyo
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：
2018-11-09 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、コニカルらせんマルチフェロイクスの物質開発を行い、同物質系を特徴付ける強磁性と強誘電性の共存またその結合現象に着目し、電場・磁場、さらには一軸応力といった非自明な複合ドメイン応答の実現をめざし、同系における電気磁気結合現象の理解を図ることを目的としている。令和元年度の研究では、コニカルらせん磁性に起因した強磁性-強誘電性を示すオリビン型マンガン酸化物Mn2GeO4に着目し、電場および磁場といった複合的な外場印加に対する同物質における電気磁気結合の詳細を磁化および電気分極測定により調べた。その結果、同物質の基底状態における磁化曲線の保持力が電場により変化すること、さらにその変化の符号が印加電場の符号によって変化することが明らかとなった。この結果は、すなわち交換バイアス効果が電場により制御できるということを表している。この現象は同物質における強磁性・強誘電ドメインの強固な結合に起因するものと考えられ、コニカルらせんマルチフェロイクスにおける特徴的な電気磁気結合現象の１つであるといえる。これらの研究成果は、強相関電子系国際会議、環太平洋セラミックス国際会議などで発表された。また、当該年度には、一軸圧印加のもとで磁気・電気磁気特性の評価を可能とする測定系の構築を行った。令和２年度は、上述の交換バイアス効果の電場制御という稀有な現象の機構を明らかにするとともに、同測定系を用いることにより電場・磁場のみならず一軸圧という異なる外場を加えた多様な外場による非自明な電磁磁気特性の理解および制御の実現をはかる予定である。

在这项研究中，我们将开发锥形螺旋多铁性材料，重点关注铁磁性和铁电性的共存及其耦合现象，这些现象表征了同一材料系统，目的是了解同一系统中的电磁耦合现象。实现响应。在2019年的研究中，我们重点研究了橄榄石型氧化锰Mn2GeO4，它因圆锥螺旋磁性而表现出铁磁性和铁电性，并研究了同一材料在施加电场和磁场等复杂外场时的电磁耦合。通过磁化强度和电极化测量来研究细节。结果表明，相同材料的基态磁化曲线的矫顽力根据电场而变化，并且变化的符号根据所施加的电场的符号而变化。该结果表明交换偏压效应可以通过电场控制。这种现象被认为是由同一材料中铁磁域和铁电域之间的强耦合引起的，可以说是锥形螺旋多铁性中的特征电磁耦合现象之一。这些研究成果在强相关电子系统国际会议和环太平洋陶瓷国际会议上发表。此外，在这一年中，我们构建了一个测量系统，能够评估单轴压力下的磁和电磁特性。 2020财年，我们将阐明上述交换偏置效应的电场控制罕见现象的机制，并使用相同的测量系统，研究各种外部场，不仅包括电场和磁场，还包括我们计划了解和控制由外部场引起的重要电磁特性。