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「 分 極 メモリー 効 果 」は、いくつかのスピン 誘 導 型 強誘 電 体 で 報 告 されており、CuFeO 2 においても 電 場poling 時 にトラップされ 高 温 で 熱 刺 激 電 流 として 放 出される 電 荷 がその 役 割 を 担 っていることを 見 いだしてきた [3]。 今 回 、 最 初 に FE-ICM 相 でマクロな 分 極 を形 成 する 過 程 を 経 ずに、 常 誘 電 相 に 直 接 FE-ICM 相 における 分 極 の 方 向 を 決 定 する 情 報 を 予 め 記 憶 させる「 異 常 分 極 メモリー 効 果 」と 呼 ぶべき 本 質 的 に 異 なる記 憶 効 果 が、4SL 反 強 磁 性 相 にのみ 起 こることを 見 いだした。 図 2に 示 したように、 中 間 温 度 相 である PD相 から 4SL 反 強 磁 性 相 に 一 次 相 転 移 する 際 に 行 う 電 場Poling により FE-ICM 相 での 分 極 の 方 向 が 予 め 記 憶 されるが、 高 磁 場 側 に 位 置 する 5SL 反 強 磁 性 相 側 で 行 う転 移 点 まわりでの 電 場 Poling では 記 憶 されない。CuFeO 2 において 新 たに 見 出 された 異 常 分 極 メモリー効 果 は、 他 のスピン 誘 導 型 強 誘 電 体 に 例 を 見 ない 新 規な 現 象 であると 考 えており、4SL 磁 気 ドメイン 境 界 に埋 め 込 まれたと 考 えられる 局 所 螺 旋 磁 気 構 造 を 直 接 検証 する 微 視 的 研 究 手 段 を 検 討 したい。 また、 本 研 究 では 15T 定 常 磁 場 を 円 滑 に 用 いることができる 実 験 環 境を 生 かし、 複 素 誘 電 率 測 定 (100Hz~1MHz)により、磁 場 誘 起 される 特 徴 的 なスピン 配 列 を 持 つ 複 数 の 磁 気相 に 固 有 な 誘 電 応 答 も 同 時 に 探 査 している。これまでに 4SL 相 におけるデバイ 型 分 散 スペクトルの 緩 和 時 間の 異 方 性 な 磁 場 変 化 [4]を 見 出 しているが、 磁 気 弾 性 効果 を 通 して 各 磁 気 秩 序 相 における 特 徴 的 な 格 子 変 調[5]を 反 映 したエネルギー 障 壁 を 酸 素 欠 陥 に 起 因 する余 剰 電 荷 が 動 き 回 ることにより 誘 電 分 散 が 生 じているという 現 時 点 での 予 想 を 裏 付 けるさらなる 探 査 が 必 要である。Fig.2 The magnetic field dependences of electricpolarization at T~2K.異 常 分 極 メモリー 効 果 の 機 構 としては、4SL 磁 気 秩 序が 形 成 される 際 に 不 可 避 な 磁 気 ドメイン 境 界 として 局所 的 に 螺 旋 磁 気 構 造 が 生 じ、 電 場 poling により 定 められるその 螺 旋 の 向 きが FE-ICM 相 での 分 極 の 方 向 を 支配 するというシナリオが 有 力 であり、これは、 図 3に示 したように、 強 誘 電 相 での 分 極 形 成 の 温 度 依 存 性 が外 電 場 で poling した 場 合 と 逆 であるという 実 験 事 実 、および、この 記 憶 が 4SL 相 内 に 留 まる 限 り 保 持 されるという 実 験 事 実 と 整 合 する。Fig.3 The magnetic field dependences of electricpolarization at several temperatures below T N2 ~10.5K.参 考 文 献[1] T.Nakajima et. al., Phys. Rev. B 77, 052401 (2008)[2] T.Nakajima et. al., Phys. Rev. B 78, 024106 (2008)[3] S.Mitsuda et. al., Physica B 404, 2532 (2009).[4] S.Mitsuda et. al., J. Phys. C.S. 200 012120 (2010).[5] N.Terada et. al., J. Phys. Soc. Jpn. 77, 054701(2008).4. まとめd-p 混 成 機 構 を 持 つスピン 誘 導 型 強 誘 電 体 の 典 型 物質 であると 考 えられるデラフォサイト 型 磁 性 酸 化 物- 30 -