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。

This research aims to develop conical helical multiferroix materials, focusing on the coexistence and coupling of ferromagnetic and ferroelectric properties that characterize the same material system, and to realize non-obvious complex domain responses such as electric fields and magnetic fields, as well as uniaxial stress, and to understand the electromagnetism coupling phenomenon in the same system.在2019年的研究中，我们专注于橄榄石型氧化锰MN2GEO4，该研究表现出由于圆锥形螺旋磁性而引起的铁磁 - 富特性，并检查了在相同材料中偶联的电磁材料的细节，以乘电场和磁场，例如通过大量和磁场化的磁场和电子化度量。结果，已经揭示了磁化曲线在相同材料的基态下的固定力随电场的变化而变化，并且变化的迹象随施加的电场的符号而变化。该结果表明可以通过电场控制交换偏置效应。人们认为，这种现象是由于同一材料中铁磁和铁电域的牢固键合，并且可以说是锥形螺旋多纤维基质中的特征电磁偶联现象之一。这些研究结果在国际强度相关的电子产品和太平洋陶瓷国际会议等国际会议上提出。此外，在本财政年度，构建了一个测量系统，可在单轴压力的应用下评估磁和电磁特性。在2020财政年度，我们计划阐明上述交换偏置效应的罕见电场控制现象的机制，并且通过使用相同的测量系统，我们计划使用多种外部田地来理解和控制非明显的电磁特性，包括不仅包括电气和磁场，例如不同的外部磁场，例如单一的单一单位压力。