Как возникает новый тип самообразующегося спинового стекла

N+1Наука

Спиновое стекло самообразовалось в монокристаллических островках неодима

Алексей Дмитриев

Daniel Werner

Изучение микроскопической магнитной структуры объемных монокристаллических островков неодима показало, что в них возникает новый тип самообразующегося спинового стекла. В таком стекле отсутствует структурный беспорядок, а магнитный беспорядок возникает за счет различных взаимодействий между отдельными спинами, имеющими противоположные знаки. В работе, опубликованной в журнале Science, ученые показали связь между магнитной и кристаллической структурой островков, а также изучили характерный для спиновых стекол эффект старения.

В обычном стекле атомы расположены хаотично, это аморфное вещество. Термин «спиновое стекло» возник по аналогии с обычным стеклом для описания вещества с аморфным расположением магнитных моментов. Спиновое стекло — это вещество с такой магнитной структурой, при которой магнитные моменты отдельных атомов хаотично ориентированы в пространстве. В отличие от ферромагнетиков и антиферромагнетиков (которые можно назвать магнитными кристаллами), в спиновых стеклах нет упорядочения магнитных моментов (говоря строже — отсутствует дальний порядок).

Структура спинового стекла возникает из-за наличия косвенного обменного взаимодействия между магнитными ионами — РККИ-обменного взаимодействия, которое создается общими электронами проводимости. Оно имеет меняющийся в зависимости от расстояния знак, в отличие от магнитного взаимодействия, которое минимизирует энергию при антипараллельной ориентации спинов. Наличие двух конкурирующих взаимодействий при добавлении структурного беспорядка приводит к неупорядоченной и сложной магнитной структуре.

Спиновое стекло образуется ниже некоторой характерной температуры. Структура магнитных моментов в нем практически стабильна, однако наблюдается небольшое изменение (дрейф) магнитного момента со временем. Это явление называется магнитной вязкостью (или магнитным старением) и отчасти напоминает медленное течение стекла.

Типичное спиновое стекло представляет собой сплав с включением магнитных примесей в достаточно большой концентрации, от 0,1 до 10 процентов. Магнитные ионы занимают случайные места в решетке сплава, обеспечивая нужный для спинового стекла беспорядок. Однако в 2016 году теоретики описали (1,2) альтернативную ситуацию, при которой спиновое стекло может образоваться в анизотропном кристалле без примесей при наличии все тех же конкурирующих взаимодействий — то есть, при полном отсутствии беспорядка в расположении атомов. Такое вещество стали называть самоорганизующимся спиновым стеклом.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Во френч-прессе, турке и гейзерной кофеварке: как сварить вкусный кофе дома Во френч-прессе, турке и гейзерной кофеварке: как сварить вкусный кофе дома

Как приготовить вкусный кофе дома — без кофемашины и профессионального опыта

Forbes
«Да, шеф!» Как проходят стажировки на ресторанных кухнях «Да, шеф!» Как проходят стажировки на ресторанных кухнях

Как пережить бесконечные смены и получить максимум от каждого дня на чужой кухне

Bones
Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

Psychologies
Чистим гардероб: топ-7 вещей, от которых ты должна избавиться немедленно Чистим гардероб: топ-7 вещей, от которых ты должна избавиться немедленно

Эти старые вещи давно пора выбросить

Cosmopolitan
Поднять всех наверх: грандиозные клады ХХI века Поднять всех наверх: грандиозные клады ХХI века

Далеко не все некогда потерянные или спрятанные богатства были обнаружены

Популярная механика
Внушительные размеры не помогли самкам горных горилл родить больше детей Внушительные размеры не помогли самкам горных горилл родить больше детей

Что влияет на репродуктивный успех самок горных горилл

N+1
Что происходит с человеком при переохлаждении Что происходит с человеком при переохлаждении

Холод убивает не сразу

Популярная механика
Предсказания от ИИ: турецкий предприниматель запустил сервис для гадания на кофейной гуще и получил 5 млн пользователей Предсказания от ИИ: турецкий предприниматель запустил сервис для гадания на кофейной гуще и получил 5 млн пользователей

Благодаря ИИ у турков нет необходимости обращаться к гадалкам

VC.RU
Как умение играть в Техасский холдем помогает в бизнесе Как умение играть в Техасский холдем помогает в бизнесе

Если вы предприниматель и ещё не умеете играть в покер — самое время научиться

Inc.
Как следить за спутниками Starlink? Как следить за спутниками Starlink?

Рассказываем, как не пропустить пролет ярких спутников Starlink

N+1
«Мы больше животные, чем представляем себе»: как обычные люди превращаются в мародеров «Мы больше животные, чем представляем себе»: как обычные люди превращаются в мародеров

Как легко мы теряем человеческий облик, оказавшись частью толпы

Psychologies
Что упало - не пропало: правда ли быстро поднятое не считается упавшим Что упало - не пропало: правда ли быстро поднятое не считается упавшим

«Правило пяти секунд» работает далеко не всегда

Популярная механика
Крутой сюжет и горячие актеры: 7 сериалов для фанатов Крутой сюжет и горячие актеры: 7 сериалов для фанатов

Подборка сериалов, похожих на «Бумажный дом»

Cosmopolitan
«Быть девочкой уже считалось недостатком». История кореянки, которая пошла против традиций «Быть девочкой уже считалось недостатком». История кореянки, которая пошла против традиций

Таэ Юн Ким пережила тяжелое детство, но смогла выжить и стать сильнее

Forbes
Мои четыре колеса, или Почему некоторые так привязываются к своим машинам Мои четыре колеса, или Почему некоторые так привязываются к своим машинам

Автомобиль для многих становится не просто средством передвижения

Psychologies
Диего Герреро: «Важно смотреть на все по-другому» Диего Герреро: «Важно смотреть на все по-другому»

Интервью с Диего Герреро — шеф-поваром мишленовского ресторана DSTAgE

Bones
4 имитации Марса на Земле 4 имитации Марса на Земле

О том, что удалось выяснить о жизни на красной планете

Популярная механика
Тараканы: откуда они берутся в доме и куда уходят Тараканы: откуда они берутся в доме и куда уходят

Выясняем, откуда тараканы пришли в наши дома – и куда пропали теперь

Популярная механика
Правила жизни Киры Муратовой Правила жизни Киры Муратовой

Режиссер, Одесса, умерла 6 июня 2018 года в возрасте 83 лет

Esquire
Почему на Нептуне идут алмазные дожди Почему на Нептуне идут алмазные дожди

Углерод, превращающийся в алмазы, стремится к ядрам планет

Популярная механика
Национальные ценности: как на самом деле надо готовить окрошку Национальные ценности: как на самом деле надо готовить окрошку

Как все-таки правильно готовить этот холодный летний суп

Esquire
«Хлопок одной ладонью. Как неживая природа породила человеческий разум» «Хлопок одной ладонью. Как неживая природа породила человеческий разум»

Все то, что мы называем человеческим, было предвосхищено неживой материей

N+1
«Быть добрым труднее, чем умным». Как родители воспитывали Безоса, Дурова, Маска и других миллиардеров «Быть добрым труднее, чем умным». Как родители воспитывали Безоса, Дурова, Маска и других миллиардеров

Каким советам своих пап и мам знаменитые миллиардеры следуют до сих пор?

Forbes
Топологическая квантовая коррекция ошибок избавилась от дистилляции Топологическая квантовая коррекция ошибок избавилась от дистилляции

Квантовая коррекция ошибок поможет выполнять устойчивые квантовые операции

N+1
Правила жизни Тупака Шакура Правила жизни Тупака Шакура

Рэпер, умер 13 сентября 1996 года в возрасте 25 лет

Esquire
Царевна Несмеяна — авторский или фольклорный персонаж? Царевна Несмеяна — авторский или фольклорный персонаж?

Мотив «несмеющейся» царевны встречается в фольклоре разных стран

Культура.РФ
Как в Приморье арестовали актера, исполнившего роль вымышленного депутата Как в Приморье арестовали актера, исполнившего роль вымышленного депутата

Создатель проекта BARAKuda рассказал, что думает об аресте актера из шоу

СНОБ
Крид, Загитова, Элджей: самые молодые российские звезды в рейтинге Forbes Крид, Загитова, Элджей: самые молодые российские звезды в рейтинге Forbes

Самые молодые участники рейтинга 40 самых успешных звезд России по версии Forbes

Forbes
Детская игра — детские правила? Детская игра — детские правила?

Подход к играм, который доставит радость ребенку и родителям

Psychologies
Маршрут для Грефа: зачем Сбербанк покупает конкурента «Яндекс.Карт» Маршрут для Грефа: зачем Сбербанк покупает конкурента «Яндекс.Карт»

Зачем Сбербанк покупает контрольную долю в компании 2ГИС

Forbes
Открыть в приложении