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軌道整列酸化物結晶における超強磁場下での量子相制御

轨道排列氧化物晶体中超强磁场下的量子相位控制

基本信息

批准号：
18044009
负责人：
桑原英樹
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Sophia University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、超強磁場を利用した巨大電気磁気応答を示す新しい磁性強誘電体の開拓を目的に実験を行った。まず最初に、サイクロイド型スパイラル磁気構造を持つことが報告されているBa_2CuGe_2O_7に着目した。Ba_2CuGe_2O_7は磁気転移温度が3.26Kと低い。そこで磁性を担うCu^<2+>(S=1/2)をCo^<2+>(S=3/2)へと変化させることで転移温度の上昇をねらい、Ba_2CuGe_2O_7と類似した結晶構造を持つ低次元磁性体A_2CoSi_2O_7(A=Ca,Sr,Ba)に注目し、これらの電気磁気特性を調べた。その結果、転移温度は5〜7K程度に上昇させることができた。しかしながら、Sr_2CoSi_2O_7、Ba_2CoSi_2O_7においては自発電気分極が観測されなかった。一方、Ca_2CoSi_2O_7においては磁場を印加することで「巨大なマグネトキャパシタンス」と「電場の影響を受けない電気分極(磁場誘起焦電性)」が観測された。そこで、Ca_2CoSi_2O_7における磁場誘起焦電性のメカニズムの解明を目指し、パルス強磁場発生装置を用いて強磁場中の電気分極・磁化の測定を行った(東京大学物性研究所:徳永将史准教授との共同研究)。その結果、磁場を増加させていくことで電気分極が発現し、8T付近でその方向が反転していることが分かった。その後、電気分極は単調に増加していき、12T付近で極大を示す。さらに磁場を印加していくと、磁化の飽和に伴い17T付近で消失していることが分かった。磁場印加によって出現した電気分極が磁化の飽和に伴い消滅していることから、特殊な磁気構造が電気分極を誘起していることが示唆される。さらに、X線・中性子回折実験などにより、結晶構造・磁気構造を微視的に調べていき、磁場誘起焦電性の発現メカニズムの解明を目指す。

This study aims to explore new ways of exploiting magnetic field by using magnetic field. In the beginning, Ba_2CuGe_2O_7 was found in the magnetic structure of Ba_2Cu_2O_7. Ba_2CuGe_2O_7 magnetic field transition temperature is 3.26K. Ba_2CuGe_2O_7 is similar to Ba_2CuGe_2O_7 in crystal structure, and it has a low-dimensional magnetic material A_2CoSi_2O_7(A=Ca,Sr,Ba). As a result, the temperature shift is 5 ~ 7K. Sr_2CoSi_2O_7 and Ba_2CoSi_2O_7 are the most important elements in the system. A square, Ca_2CoSi_2O_7 in the middle of the magnetic field induced by the influence of the "huge" and "electric field induced by the influence of the electric polarization (magnetic field induced polarization)" to measure. Measurement of polarization and magnetization in high magnetic fields for high magnetic field generation devices using Ca_2CoSi_2O_7 and Ca_2CoSi_2O_7 (Joint research by Professor Shigeo Tokunaga, Institute of Physical Properties, University of Tokyo). As a result, the magnetic field increases, the polarization of the electric field increases, and the direction of the magnetic field increases. After that, the electric polarization is increased, and the maximum value of 12T is displayed. The magnetic field is saturated, the magnetization is saturated, and the magnetic field disappears at 17T. The magnetic field is induced by the saturation of the electric polarization, and the magnetic field is induced by the special magnetic structure. X-ray, neutral reflection, crystal structure, magnetic structure, Weishi app, magnetic field-induced polarization, polarization,