Study of new multiferroics based on spin chirality of triangular lattice antiferromagnet

基于三角晶格反铁磁体自旋手性的新型多铁性材料研究

• 批准号: 18K03536
• 负责人: 綿貫 竜太
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K03536/
• 关键词: マルチフェロイクス; スピンカイラリティ; 磁性; 単結晶育成; 結晶構造解析; パルス強磁場

磁性由来の強誘電性を示す「マルチフェロイック物質」の発現機構は複数知られており、その中でも特にスピンカレント機構が最も良く研究されている。一方、三角格子反強磁性体RbFe(MoO4)2 (RFMO)において、磁気転移に伴ってc軸方向に自発電気分極が現れることが確認され、研究代表者らが面内スピンカイラリティが強誘電性の主たる起源であることを実証した。しかし、その微視的発現メカニズムは、従来のスピンカレント機構では説明できないため、重要な未解決課題として残されている。本研究では、関連物質として期待されるCsFe(MoO4)2 (CFMO)を中心に研究対象とし、加えてKFe(MoO4)2 (KFMO)および天然鉱石『岩手石』 Na2BaMn(PO4)2を研究対象とした。これらの結晶構造や磁性と強誘電性を調べることで系統的に理解し、これらに発現する磁性由来の強誘電性の微視的発現メカニズムを明らかにすることを目的とした。研究代表者は、研究対象物質であるCFMOおよびKFMOの単結晶育成に取り組み、結晶育成条件の最適化を行った。試行錯誤の結果、CFMO, KFMO両物質の極めて大型で純良な単結晶の育成に成功した。育成した単結晶を用いてX線回折実験を行い、CFMOとKFMOの詳細な結晶構造を初めて明らかにした。特に、KFMOは過去に報告された結晶構造が間違っていることを明らかにした。また、CFMOとKFMOの磁化と比熱のマクロ測定により磁性の詳細を調べた。さらに、CFMOのパルス強磁場化の電気分極測定からスピンカイラリティを起源とするマルチフェロイクスの発現を初めて明らかにした。スピンカイラリティ由来の強誘電性の2例目の発見である。

The mechanism for the discovery of magnetic induced substances is the most well-known and well-researched mechanism. On one side, the triangular lattice antiferromagnetic RbFe(MoO4)2 (RFMO) has been confirmed to have self-generated electric poles in the c-axis direction during magnetic shift, and research representatives have confirmed the main origin of the strong electromagnetism in the plane. The development of Weishi app will be discussed in detail. In this study, the related substances are expected to be CsFe(MoO4)2 (CFMO). The main research object is KFe(MoO4) 2 (KFMO). The natural stone "Iwate stone" Na2BaMn(PO4)2. The crystal structure, magnetism and strong electromagnetism are modulated, and the magnetic origin and strong electromagnetism of the Weishi app are explained. The research representatives are working on the optimization of the crystal growth conditions of CFMO and KFMO. The results of trial errors, CFMO, KFMO, and other substances were successfully cultivated. The crystal structure of CFMO and KFMO is very detailed. Special, KFMO reported that the crystal structure of the past is not consistent with the future. The magnetization of CFMO and KFMO is measured in detail. In addition, CFMO's high magnetic field polarization measurement method has been used to determine the origin and occurrence of CFMO. Two cases of discovery of the origin of strong electroconductivity in the case of.

项目成果

Redetermination of the crystal structure of R5Si4 (R = Pr, Nd) from single-crystal X-ray diffraction data

从单晶 X 射线衍射数据重新测定 R5Si4 (R = Pr, Nd) 的晶体结构

• DOI: 10.1107/s2056989020002789
• 发表时间: 2020
• 期刊: Acta Crystallographica Section E, CRYSTALLOGRAPHIC COMMUNICATIONS
• 作者: K. Yokota;R. Watanuki;M. Nakashima;M. Uehara;J. Gouchi;Y. Uwatoko and I. Umehara
• 通讯作者: Y. Uwatoko and I. Umehara

High-speed epitaxial growth of Y3Fe5O12 thick film with high magnetization on (4 2 0) Y3Al5O12 substrate using metal-organic chemical vapor deposition

• DOI: 10.1016/j.matlet.2020.128228
• 发表时间: 2020-10
• 期刊: Materials Letters
• 影响因子: 3
• 作者: Honoka Aida;R. Watanuki;A. Ito

特許権

专利权

• 发表时间: 2018

High-speed Epitaxial Growth of M-type Strontium Hexaferrite Films on Sapphire using Metal-Organic Chemical Vapor Deposition and Their Magnetic Property

蓝宝石上金属有机化学气相沉积高速外延生长M型六角铁氧体薄膜及其磁性

• DOI: 10.1016/j.matlet.2020.128046
• 发表时间: 2020
• 期刊: Materials Letters
• 影响因子: 3
• 作者: K. Kato;R. Watanuki;A. Ito
• 通讯作者: A. Ito

数値位相検波法における高速信号分離

数值相位检测法中的高速信号分离

• 发表时间: 2021
• 作者: 三田村裕幸;綿貫竜太
• 通讯作者: 綿貫竜太