ブックタイトル日本結晶学会誌Vol56No2

概要

日本結晶学会誌Vol56No2

佐賀山基,有馬孝尚リティとともに反転すると鏡面対称が破れる向きも反転し,内部磁場とともに誘起される磁気モーメントが反転するのだろう. TbMnO 3に関しても同様の議論がより詳細になされている. 33)また,阿部らはTbMnO 3において磁場の方向と電気分極回転の関係を詳細に調べ,磁場をa軸とb軸の中間方向に印加した場合に電気分極が回転しないことを見出した（図9a）. 34)空間群Pbnmはb軸映進対称性（a面が映進面）を有し,同じab面内にある2つの希土類イオンの磁気異方性はa面に平行な鏡に対して鏡合わせになる（図9b）.電気分極回転が起きない磁場の角度は2つのTbサイトの局所的な磁化困難軸に対応する.これらの結果は, RMnO 3において希土類の磁性がMnスピンの螺旋構造と相関をもち,磁場印加による螺旋回転面の回転に直接関係していることを示唆している.しかし,希土類イオンの具体的な役割は明らかではない.図8（a）DyMnO 3の（4±q 1）における円偏光X線磁気反射.（b）強誘電分極, Mnスピン螺旋,とDy磁気モーメントの関係.（（a）Circular dichroism of（4±q 1）X-ray magnetic reflection of DyMnO 3 at9 K. A schematic view of obtained relation betweenferroelectric polarization, Mn spin chirality and Dymagnetic moment in DyMnO 3.）参考文献23)より引用.5．今後の展望ここまで述べてきたように,横滑り螺旋磁気構造を有するMnWO 4とRMnO 3の強誘電分極はスピンカレントモデルで説明できること,巨大電気磁気効果,すなわち磁場による電気分極の回転は,スピンの螺旋回転面が回転することで起こることが明らかになった.しかし, RMnO 3の螺旋面回転の機構はいまだ不明であり,今後の課題として残されている.横滑り螺旋磁気構造が誘起する電気分極の発現機構について定性的な理解は得られたが,より微視的に理解するために格子（もしくは電子）の空間変調を精密に知る必要がある.放射光X線回折実験にてスピン長周期構造に誘起された格子変調がMnWO 4とRMnO 3において確認されている. 20),24),35)この変調構造を考慮に含めた精密結晶構造解析や電子密度分布解析が成功すれば,電気分極の微視的起源がより具体的に議論できる.本稿では触れることができなかったが,マルチフェロイックの研究はその静的,あるいは準静的な電気磁気効果から,交流の外場への応答,すなわち動的な電気磁気効果へと進んでいる. RMnO 3をはじめとしたいくつかのマルチフェロイックにおいて磁気秩序に由来する光吸収が複数のTHz帯で報告され,光の電場成分で誘起される磁気励起（エレクトロマグノン）として精力的に研究が進められている. 36)巨大方向二色性（物質中において光の進行方向により吸収が異なる効果）といったエレクトロマグノンによる特異な磁気光学効果も報告されており,放射光や中性子などの微視的なプローブによるその起源の解明が望まれている.強磁性体や強誘電体において動作性能を支配するのは電子状態や磁気配列だけでなく,サブミクロンスケールのドメイン構造やその外場応答が重要な役割を担っている.マルチフェロイックにおいても同様であり,マイクロビームやコヒーレントX線を用いたドメイン構造観察もまた重要になるだろう.謝辞図9TbMnO 3の（a）電気磁気相図と（b）Tbの磁化容易軸. 34)（（a）Electromagnetic phase diagram and（b）aschematic view of magnetic anisotropy of Tb ionsof TbMnO 3.）本稿にて紹介した研究は有馬研究室（東北大学多元研（～2011）／東京大学新領域（2011～））の阿部伸行氏,谷口耕治氏（現東北大金研）ならびに所属学生のみなさん,東京大学工学部／理研の十倉好紀先生,そのグループの山崎裕一氏（現KEK）,奥山大輔氏（理研）,大阪大学の故廣田和馬先生（阪大理）,松浦直人氏（現CROSS）,左右田稔氏（現東大物性研）,東北大学多元研の野田幸男先生,木村宏之氏,東大物性研の吉沢英樹先生,日本原子力研究開発機構の梶本亮一氏,福田竜生氏, JASRI, SPring-8の筒井智嗣氏,理研播磨研究所の大隅寛幸氏, Alfred Q. BARON氏,高田昌樹先生をはじめとした方々との共同研究による90日本結晶学会誌第56巻第2号（2014）