マルチフェロイクスにおける巨大電気磁気応答の開発

多铁性材料巨电磁响应的发展

• 批准号: 07J02085
• 负责人: 山崎 裕一
• 金额: $ 1.79万
• 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J02085/
• 关键词: マルチフェロイクス; 量子常誘電性; 電気磁気効果; マグネトキャパシタンス効果; スピン軌道相互作用; らせん磁性体; 強誘電体

本研究では、強誘電性と磁気秩序が同時に発現するマルチフェロイクスに着目し、電場による磁化の制御や磁場による誘電性の制御が可能となる電気磁気効果が強く発現する物質の開発、探索を目的とした。本年度は、フェリ磁性体イットリウム鉄ガーネットY3Fe5O12(YIG)において発見した磁場によって制御可能な量子常誘電性の研究を中心に行った。YIGは電場冷却することによって1次の電気磁気効果が発現することが過去に報告されていたが、効果の発現に必要な時空間反転対称性の破れは観測されておらず、その発現機構は未解明であった。また、この電気磁気効果は印加する磁場の方位によって、効果の強度が大きく変化することが知られているが、その起源についても不明であった。本研究では、YIGにおいて誘電緩和が存在し、その緩和強度が磁場を印加することによって増大することを発見した。さらに、その変化は磁場の方位によって大きく変化することも見出し、誘電緩和と電気磁気効果の相関を見出した。通常の誘電緩和現象は、最低温度において凍結(緩和時間が無限大)になるが、YIGで観測された誘電緩和現象は最低温度においても10ms程度の有限な緩和時間を示している。このことは、誘電緩和現象を発現させる電気双極子が最低温で量子トンネル効果によって緩和していると考えられ、YIGにおいて量子常誘電性が発現していることになる。酸素欠損などによる過剰電子がFeサイトに局在し、Feサイト間を量子トンネルすることによって量子誘電緩和が発現するモデルを考え、それにより磁場による量子常誘電性制御の振る舞いを説明することに成功した。この研究成果は、磁場の方位によって量子常誘電性の制御を示した世界で初めての例である。

This study aims to explore the discovery and exploration of materials with strong inductive and magnetic properties simultaneously. This year, the Center for the Study of Quantum Inductivity in Magnetic Materials, Y3Fe5O12 (YIG), was established. YIG electric field cooling, first order electric magnetic effect generation, second order magnetic effect generation, first order magnetic effect generation, second order magnetic effect generation, The orientation of the magnetic field, the intensity of the magnetic field, and the origin of the magnetic field are unknown. In this study, we found that YIG induced current mitigation exists, and the intensity of magnetic field mitigation increases. The magnetic field orientation of the magnetic field is different from that of the magnetic field orientation. Usually induced current mitigation phenomenon, minimum temperature freezing (mitigation time is infinite), YIG measurement of induced current mitigation phenomenon, minimum temperature of 10ms and limited mitigation time The electric dipole has the lowest temperature quantum conductivity, and the quantum conductivity appears. The quantum induced relaxation of the electron in the Fe atom is successful. The results of this research show that the orientation of the magnetic field and the control of quantum conductivity are the first examples in the world.

项目成果

(Gd, Tb)MnO3の強誘電相における磁気構造

(Gd,Tb)MnO3铁电相的磁性结构

• 发表时间: 2008
• 作者: 山崎裕一;佐賀山基;有馬孝尚;野田幸男;阿部伸行;佐々井健蔵;松浦直人;廣田和馬;奥山大輔;十倉好紀
• 通讯作者: 十倉好紀

テラヘルツ電磁波時間領域分光法を用いた磁性強誘電体のabスパイラル相における光で誘起される磁気励起の全貌

使用太赫兹电磁波时域光谱研究磁性铁电材料 ab 螺旋相中的光致磁激发概述

• 发表时间: 2008
• 作者: 貴田徳明;山崎裕一;島野亮;有馬孝尚;十倉好紀
• 通讯作者: 十倉好紀

Electric Control of Spin Hehcity in a Magnetic Ferroelectric

磁性铁电体中自旋异构体的电控制

• 发表时间: 2007
• 期刊: Physical Review Letter 98
• 作者: Y.Yamasaki;H.Sagayama;T.Goto;M.Matsuura;K.Hirota;T.Arima;and Y.Tokura
• 通讯作者: and Y.Tokura

YIGにおける磁場制御可能な量子常誘電性

YIG 中的磁场可控量子顺电

• 发表时间: 2009
• 作者: 山崎裕一;小原悠輝;十倉好紀
• 通讯作者: 十倉好紀

YIGにおける異方的な磁気容量効果

YIG 中的各向异性磁电容效应

• 发表时间: 2008
• 作者: 小原悠輝;山崎裕一;十倉好紀
• 通讯作者: 十倉好紀