マルチフェロイック誘電体における多重強秩序状態の直接外場制御を実証する研究

研究证明多铁电介质中多个强有序态的直接外场控制

基本信息

批准号：
22K03485
负责人：
鈴木孝至
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は，次の２つの研究目的を達成するために行うものである。①マルチフェロイック誘電体(CH3NH3)2CuCl4(以下，MACuC)において，外部応力で強磁性磁化方向を直接制御し，反対に磁場で強弾性自発歪みをスイッチして結晶構造を制御できることを実証する。②希土類化合物における多極子秩序変数の複数外場によるスイッチングを実証し新奇のマルチフェロイクス学理を構築する。①，②それぞれに対する実績，および①と②に共通する実績を次の通り列挙する。①について：〇溶媒蒸発法による単結晶育成法は確立していたが，溶液を減圧する方法を確立し約９倍の速さでで種結晶を析出させることが可能となった。〇MACuCの構造相転移が本当にI4/mmmからBmabであるか確定するため355Kおよび300Kにおいて精密な単結晶X線回折実験を繰り返し行ったところ原型相はI4/mmmで低温相はBmabであることを確定した。〇比熱の温度依存性測定から，Bmab相にはTc=8.9Kの強磁性転移以外の相転移はなく，強弾性相と強磁性相の共存がほぼ確定できた。〇応力による磁化方向のスイッチングを確かめるため初年度は，SQUID磁束計用に簡易型の応力印可試料セルを作成して，応力を印可した状態での磁化を測定し，応力を印可しない結果と比較したところ，応力による磁化方向制御の兆候を初めて観測した。②について：〇DyNiAlとアイソモルフィックなErNiAlについて磁場中超音波実験を行った結果，反強磁性転移点より下の温度で強４極子秩序することを初めて発見した。HoNiAlの弾性ソフト化を発見した。①と②共通の実績：〇MACuCおよび希土類化合物共通に歪みの磁場依存性を測定するためMPMS用の歪み計を購入して磁場中歪み計を作成する予定であったが，予算が減額されたため歪み計も自作した。必要な制度が得られたので次年度から活用する。

进行这项研究是为了实现以下两个研究目标：1。我们证明，在多效电式（CH3NH3）2CUCL4（以下称为MACUC）中，可以通过直接控制使用外部压力的Fertromanter be弹药来控制晶体结构。 2）证明在具有多个外部磁场的稀土化合物中多极有序变量的切换，以构建一种新型的多元理论。每个①和②的成就以及①和②共同的成就如下所述。关于①：〇已建立了使用溶剂蒸发方法的单晶生长法，但是已经建立了一种对溶液减压的方法，从而使种子晶体可以更快地沉淀出种子晶体。〇为了确定MACUC的结构相变确实从i4/mmmm到BMAB，我们反复进行了精确的单晶X射线衍射实验，在355K和300K处进行，并且已经证实了原型相为I4/MMMM，低温相为BMAB。〇从特定热的温度依赖性测量，除了在BMAB相中TC = 8.9K的铁磁过渡以外，没有其他相变，几乎可以确定，观察到铁弹性相和铁磁相的共存。第一年，为了检查由于压力而导致的磁化方向的切换，为鱿鱼磁通量计创建了一种简单类型的应力施加样品单元，并在测量施加应力时测量了磁化，并将结果与未施加压力的结果进行比较，并将其施加压力的迹象进行了比较，并观察到了磁性方向的控制迹象。关于②：在磁场中进行超声实验，并首次在抗铁磁过渡点以下的温度下实现强的四极杆序，并首次在磁场上进行了超声实验。我们发现了荣誉的弹性软化。在①和②：〇中的共同成就，以测量应变，MACUC和稀土化合物的磁场依赖性，我计划为MPM购买一个应变表以创建磁场应变计，但是由于我的预算降低了，我也制作了自己的应变表。已经获得了必要的系统，因此我们将从明年开始使用它们。