表題番号：2002A-855
日付：2004/02/21
研究課題巨大磁気誘電率物質の開発
| 研究者所属（当時） | 資格 | 氏名 | |
|---|---|---|---|
| （代表者） | 理工学部 | 助教授 | 勝藤 拓郎 |
- 研究成果概要
- 六方晶RMnO3（R=Y, Lu etc.）は、誘電率が磁性と強く結合しており、反強磁性転移温度で誘電率が大きく変化することが知られている。しかし、反強磁性相互作用が強いために磁化率が小さく、その結果試料に磁場をかけても誘電率はほとんど変化しない。本研究では、このRMnO3に様々なタイプのドーピングを施し、誘電率の磁場依存性（磁気誘電率）を増大させることを試みた。
その結果、Rサイト（3価）をZr（4価）で置換することによって、磁化率が低温で増大し、それに伴って磁気誘電率 (magnetocapacitance）も増大することがわかった。例えば、Y0.8Zr0.2MnO3においては、誘電率は7 Tの磁場下で0.4%変化する。ところが、この試料を還元すると磁化率もmagnetocapacitanceも減少する。すなわち、還元によってドーピングの効果が打ち消されることがわかった。もし、3価のRを4価のZrへの置換がMnサイトへの電子ドーピング(Mn3+→Mn2+)と考えるならば、還元によってその効果はさらに増大するはずである。したがってこの実験結果は、Zr置換は単純なMnサイトへの電子ドーピング効果ではないことを意味する。
さらに、Mnサイト（3価）をTi（4価）で置換した場合でも、同様に磁化率が低温で増大し、magnetocapacitanceも増大することがわかった。RサイトのZr置換とMnサイトへのTi置換が同様の効果を示すことから、これらの効果は「フラストレートしたスピン系への乱れの導入による磁気モーメントの発生」と考えられることを示唆している。