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

Арктика гипотеза «метановой катастрофы» Арктика гипотеза «метановой катастрофы»

В Арктике происходят климатические изменения, влияющие на всю планету

Наука и жизнь
Репрограммирование клеток в мозге живой мыши сняло симптомы болезни Паркинсона Репрограммирование клеток в мозге живой мыши сняло симптомы болезни Паркинсона

Популяцию нейронов удалось частично пополнить за счет астроцитов

N+1
Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

Psychologies
Кто изобрёл телевидение и как оно стало доходным бизнесом: история Чарльза Дженкинса Кто изобрёл телевидение и как оно стало доходным бизнесом: история Чарльза Дженкинса

Чарльз Фрэнсис Дженкинс первым создал цветной кинофильм

VC.RU
Как устроен бункер под Белым домом, в котором спрятался Трамп в начале волнений в США Как устроен бункер под Белым домом, в котором спрятался Трамп в начале волнений в США

Последний раз этот бункер использовали во время терактов 11 сентября

Maxim
Как возникли и что исторически означали слова «Русь», «Русский», «Россия»? Как возникли и что исторически означали слова «Русь», «Русский», «Россия»?

Современная наука не дает единого ответа на вопрос, как появилось слово «Русь»

Культура.РФ
«Родной земли не отдадим ни пяди» — сколько это в сантиметрах? «Родной земли не отдадим ни пяди» — сколько это в сантиметрах?

Сколько неотданных врагу пядей в масштабе Российской Федерации

Maxim
12 заповедей идеального босса 12 заповедей идеального босса

Марафон полезных советов, которые сделают тебя королем офиса

Maxim
Фильм, фильм, фильм! 7 добрых картин для киновечеринки Фильм, фильм, фильм! 7 добрых картин для киновечеринки

Самое время устроить киновечеринку с попкорном, лимонадом и фильмами для всех

Cosmopolitan
Следы крупных птерозавров в Корее приписали наземным двуногим крокодиломорфам Следы крупных птерозавров в Корее приписали наземным двуногим крокодиломорфам

Считалось, что большие птерозавры передвигались по земле на задних конечностях

N+1
Клятва Гиппократа. 9 мифов об отце медицины Клятва Гиппократа. 9 мифов об отце медицины

Поджигатель, правитель, автор основополагающего труда в истории медицины…

Вокруг света
Разрубить Гордиев узел референдума Разрубить Гордиев узел референдума

В пользу стратегии «голосовать» — опыт Белоруссии, Собчак и Македонского

СНОБ
Порошок кости из сибирской пещеры помог качественно прочесть геном неандерталки Порошок кости из сибирской пещеры помог качественно прочесть геном неандерталки

Ученые секвенировали геном неандертальца из сибирской пещеры Чагырская

N+1
Новый русский богатырь: как свитер Данилы Багрова из «Брата 2» стал символом Новый русский богатырь: как свитер Данилы Багрова из «Брата 2» стал символом

Какую роль в фильмах о Даниле Багрове сыграли образы ключевых героев

Esquire
Лили Джеймс, актриса Лили Джеймс, актриса

Лили Джеймс называют восходящей звездой Голливуда

Худеем правильно
Тактильный голод: почему нам так нужны прикосновения Тактильный голод: почему нам так нужны прикосновения

Живое касание — это одно из самых сильных ощущений

Psychologies
Что происходит с человеком при переохлаждении Что происходит с человеком при переохлаждении

Холод убивает не сразу

Популярная механика
«Ограничения или символические жертвы — это не то, что нужно экономике» «Ограничения или символические жертвы — это не то, что нужно экономике»

Как совместить заботу об экологии и повышение эффективности производства

РБК
Правила жизни Принса Правила жизни Принса

Музыкант, умер 21 апреля 2016 года в возрасте 57 лет в городе Шанхассен

Esquire
Коралловые острова вырастут в ответ на повышение уровня мирового океана Коралловые острова вырастут в ответ на повышение уровня мирового океана

Как волны, переносящие материал из прибрежной зоны, помогут коралловым островам

N+1
Искусственная человеческая кожа: научатся ли роботы “потеть” Искусственная человеческая кожа: научатся ли роботы “потеть”

Представьте себе покрытие, которое может регулировать содержание влаги

Популярная механика
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
Найден способ измeрить скорость вeтра по всей высоте атмосферы Найден способ измeрить скорость вeтра по всей высоте атмосферы

Новый метод дистанционного зондирования скорости ветра

Популярная механика
Как сделать идеальный кофе дома: 6 советов экспертов Как сделать идеальный кофе дома: 6 советов экспертов

Как полной насладиться своим бодрящим напитком

Playboy
Переизобретатели алфавита Переизобретатели алфавита

Как люди создавали телекоммуникации и что запатентовал Морзе 180 лет назад

N+1
Как полотна Рубенса, Ван Дейка и Йорданса оказались в маленьком уральском городе Как полотна Рубенса, Ван Дейка и Йорданса оказались в маленьком уральском городе

Какие редкости хранятся в маленьком городке Ирбит

Культура.РФ
Андрей Жданов: «Текучки у нас почти нет» Андрей Жданов: «Текучки у нас почти нет»

Aq Kitchen — это высочайший уровень, с которого уже невозможно спуститься

Bones
Новая уязвимость в процессорах Intel поставила под угрозу весь мир Новая уязвимость в процессорах Intel поставила под угрозу весь мир

Насколько важно регулярно обновлять программное обеспечение

Популярная механика
«Как я пыталась развивать женственность и чем это закончилось» «Как я пыталась развивать женственность и чем это закончилось»

Но что же такое женственность на самом деле?

Psychologies
Пародонтит усугубил колит у мышей Пародонтит усугубил колит у мышей

Пародонтит может привести к тяжелому воспалению кишечника

N+1
Открыть в приложении