強磁性材料における巨大物性

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我々は点欠陥の秩序(短範囲規則度)について、普遍的な対称性原理を仮説として提唱した(X. Ren and K. Otsuka, Nature, 1997)。この重要な新原理により、形状記憶合金を始め、誘電体、磁性体など幅広いferroic材料に「点欠陥による巨大物性」が存在することを予言した。そしてつい最近、受入れ研究者の研究により、既に強誘電体に点欠陥による巨大圧電効果が発見され、この原理により予言される新物性は幅広い応用の可能性を秘めていると言える(Ren,Nature Materials, 2004)。本研究では、点欠陥秩序に関する普遍な対称性原理を強磁性化合物に応用し、点欠陥による巨大磁性効果(巨大磁歪など)の発見を目的とし、更に、巨大物性による新しいデバイスや応用の可能性も探索する。今年度では、予定の研究から意外な大きな展開があった。つまり、Co_xFe_<2-x>O_4やTerfenol-Dのような従来"立方晶"の強磁性材料は放射光XRDで測定したところ、低い対称性を持つことが分かった。この結果は強磁性相転移が構造不変の定説を覆すような発見になり、強磁性材料に新しい知見を与えた(Yang and Ren, PRB, 2008)。更に、従来の概念では、磁性相転移は2次であると信じられてきたが、我々の精密測定より、これらの相転移は実は1次であることを証明した。この発見により、磁性と歪など秩序変数が常にcouplingしていることが分かり、新規磁歪材料及びmultiferroic材料を発見する指針を与えた。以上の重要な結果は、近いうちに投稿する予定である。