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

Нежные машины Люси Макрай Нежные машины Люси Макрай

Человек обречен на одиночество, но его утешат механические объятья

Популярная механика
Терапия измены: чем может помочь психолог, если вы решили сохранить брак Терапия измены: чем может помочь психолог, если вы решили сохранить брак

Как пережить измену с помощью психотерапии

Cosmopolitan
Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

Psychologies
«Театр — это обмен энергией» «Театр — это обмен энергией»

Константин Райкин — способен ли российский театр адаптироваться к новой жизни

Огонёк
Входная группа Входная группа

Как сделать прихожую уютной, вместительной и максимально безопасной

Лиза
«Люди на Луне. Главные ответы» «Люди на Луне. Главные ответы»

Был ли достаточно развит технический уровень в 1960-е годы для полета на Луну

N+1
7 советов по стилю от Стиви Уандера 7 советов по стилю от Стиви Уандера

Готовьтесь познать безумные и свободные 1970-е

GQ
Содержание углекислого газа в атмосфере стало рекордным за 23 миллиона лет Содержание углекислого газа в атмосфере стало рекордным за 23 миллиона лет

Два столетия назад содержание CO2 в атмосфере резко начало расти

N+1
Правила жизни Канье Уэста Правила жизни Канье Уэста

Музыкант, Лос-Анджелес, 43 года

Esquire
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
Спайк Ли: «Трамп войдет в историю как худший президент США» Спайк Ли: «Трамп войдет в историю как худший президент США»

Спайк Ли о том, кого считает виновным в полицейском произволе

GQ
Каланы повысят продуктивность морских экосистем и помогут экономике Канады Каланы повысят продуктивность морских экосистем и помогут экономике Канады

Почему восстанавливать численность морских экосистем можно и нужно

N+1
«Яндекс» показал новое поколение беспилотников на базе Hyundai Sonata «Яндекс» показал новое поколение беспилотников на базе Hyundai Sonata

Российская компания впервые разработала беспилотник

VC.RU
Прекрасные красные Прекрасные красные

Создание гастрономических пар с красными винами

Bones
Соус для императоров Соус для императоров

Осторожно, сезон спаржи скоро закрывается!

Огонёк
Кто платит, тот и решает? В чьих руках контроль за финансами в семье Кто платит, тот и решает? В чьих руках контроль за финансами в семье

Почему финансовое доминирование может быть опасным для отношений

Psychologies
Интересные факты о Сергее Эйзенштейне Интересные факты о Сергее Эйзенштейне

Эйзенштейн снял драму об Иване IV во время войны и попал в немилость к Сталину

Культура.РФ
Qiwi решила продать карты рассрочки «Совесть» Совкомбанку Qiwi решила продать карты рассрочки «Совесть» Совкомбанку

Группа Qiwi Plc продает свой проект карт рассрочки «Совесть» Совкомбанку

Forbes
Лицом к лицу с дезинформацией: откуда взялись антипрививочники Лицом к лицу с дезинформацией: откуда взялись антипрививочники

Стоит ли доверять движению против прививок?

Популярная механика
Теория информации объяснила гонку вооружений насекомых и растений Теория информации объяснила гонку вооружений насекомых и растений

Избыточность ассортимента ЛОС можно объяснить с позиций теории информации

N+1
История Смольного института История Смольного института

Как появился институт благородных девиц

Культура.РФ
Никотин помог раку легких дать метастазы в головной мозг Никотин помог раку легких дать метастазы в головной мозг

Никотин смертельно опасен для пациентов с раком легких

N+1
Забытые трудяги: какими были пикапы в СССР Забытые трудяги: какими были пикапы в СССР

Сам по себе автомобиль был несбыточной мечтой жителей бескрайних просторов СССР

Популярная механика
Углеродные нанотрубки: как в России создают невозможные материалы Углеродные нанотрубки: как в России создают невозможные материалы

Российская компания OCSiAl синтезирует более 90% объема уникального материала

Популярная механика
8 спектаклей для цифровой реальности 8 спектаклей для цифровой реальности

Постановки в Zoom, Minecraft и Sims, инстаграм-мюзикл и другие способы выжить

GQ
7 вопросов трихологу 7 вопросов трихологу

Что делать, если вы заметили, что качество шевелюры резко испортилось

Худеем правильно
Как успешно пройти онлайн-собеседование Как успешно пройти онлайн-собеседование

Не забывайте про несколько простых правил при прохождении собеседования онлайн

Psychologies
Недопустимый TON Недопустимый TON

Криптовалютный проект Павла Дурова был высоко оценен инвесторами

Forbes
Частить разрешается Частить разрешается

Что делать, чтобы похудеть как можно быстрее

Худеем правильно
Пиво не содержит женских гормонов: мифы о пиве Пиво не содержит женских гормонов: мифы о пиве

Пиво – возможно, один из самых ранних напитков, созданных руками человека

Популярная механика
Открыть в приложении