Strain engineering for the development of a ferromagnetic europium compound and emergence of giant magnetic anisotropy

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本年度は、研究対象物質の磁気異方性の起源解明に向けて以下の研究を推進した。① 本年度は、元素選択的/価数選択的に磁気異方性を示す元素を明らかにするために、キュリー温度TC以下でX線磁気円二色性（XMCD）実験を行った。実験は、放射光施設SPring-8 BL25SUにて実験を行った。その結果、強磁性はEu2+に起因するものであることを明白にできた。他の元素でもXMCD測定を行ったがそれらではシグナルは観測されなかった。また、X線の入射方向を0°と60°にかえて磁場掃引したときのXMCDは、磁化測定と同様、やはり垂直磁気異方性が実現していることが分かった。再現性も得た。これらの結果、ユウロピウム化合物には非常に珍しいことに巨大な磁気異方性が実現していることをX線吸収分光測定からも明白になった。得られた成果は論文にまとめ投稿した。②研究対象の物質は、圧力や基板応力により、価数転移を示す。そこで、この起源を解明するためにユウロピウムサイトへの元素置換を行い、物性変化を調べた。本年度は粉末試料を用いた高圧下での格子定数の変化と価数変化を調べた。実験はKEKのBL-18CとSPring-8のBL39XUで行った。その結果、ユウロピウムサイトに微量にSrを置換している時、置換していない試料に比べてc軸方向の格子定数が大きく変化することが分かった。X線吸収分光測定によると、置換により価数転移する圧力が高圧側にシフトしていくこと、そして、置換していない試料に比べて価数変化が連続して起きていることがわかった。これらの結果、置換系に見られた格子定数の異常な圧縮現象は、ユウロピウムサイトの価数変化と関係しており、これが非磁性のSr置換によって誘発されていることが明らかになった。本成果は現在論文にまとめて投稿準備中である。