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物性:マルチフェロイック六方晶マンガン酸化物における巨大磁気弾性結合

Nature 451, 7180 doi: 10.1038/nature06507

固体中の原子運動は常に、それが属する特定空間群の対称性に従って、温度変化に対して応答する。原子が動くと、その固体の電子構造が変化して、異なる物理的特性が得られることになる。従って、原子の位置と挙動の測定は、固体物理学にとって不可欠である。しかし、原子変位が温度の関数として詳細に測定された実験観察例は非常にまれである。これは、ほとんどすべての場合、それらの変位が極めて小さいからである。今回我々は、回折技術を組み合わせて、六方晶マンガン酸化物RMnO3(Rは希土類元素)が、磁気相転移温度以下で並外れて大きな強誘電的原子変位(他のどの磁性材料で見られる値よりも2桁大きい)を伴って同形転移を起こし、異常に強い磁気弾性結合が存在していることを示した。単位格子中の全原子の正確な原子変位を温度の関数として追跡し、群論に基づく理論予測と一致することも見いだしている。我々は、RMnO3におけるこの巨大磁気弾性結合が、この興味深い材料群で最近観察されている電気磁気効果の解明の鍵となるであろうと考える。

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