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

175-летняя тайна: как анестезия вызывает потерю сознания 175-летняя тайна: как анестезия вызывает потерю сознания

Что происходит с организмом, когда на него начинает действовать анестезия

Популярная механика
Правила жизни Сергея Бодрова Правила жизни Сергея Бодрова

Правила жизни кинорежиссера Сергея Бодрова

Esquire
Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

Psychologies
Когда длина имеет значение: почему одни фотоны убивают, а другие нет Когда длина имеет значение: почему одни фотоны убивают, а другие нет

О проявлениях одного и того же физического явления: электромагнитного излучения

Популярная механика
6 безумно дорогих вещей, купленных за бесценок на блошином рынке 6 безумно дорогих вещей, купленных за бесценок на блошином рынке

Случайно стать обладателем чего-то ценного — хрустальная мечта романтиков

Maxim
Поощрять и вдохновлять. Как прокачать инновационное мышление команды и удержать талантливых специалистов Поощрять и вдохновлять. Как прокачать инновационное мышление команды и удержать талантливых специалистов

Почему важно мыслить новаторски и поощрять к этому других

РБК
Правила жизни Аарона Соркина Правила жизни Аарона Соркина

Сценарист, Нью-Йорк, 59 лет

Esquire
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
Микрофлюидика помогла смоделировать эмбриональное развитие нервной трубки Микрофлюидика помогла смоделировать эмбриональное развитие нервной трубки

Ее клетки дифференцировались по путям разных отделов мозга

N+1
Тонкая работа Тонкая работа

Старинный художественный промысел родом из Ростова Великого

Лиза
Вогнать в краску Вогнать в краску

Осваиваем модный макияж и отвечаем на вопрос «А для чего же все это нужно?»

Psychologies
Детская игра — детские правила? Детская игра — детские правила?

Подход к играм, который доставит радость ребенку и родителям

Psychologies
Зинаида Серебрякова: жизнь в картинах. Часть вторая Зинаида Серебрякова: жизнь в картинах. Часть вторая

Эмиграция и жизнь Зинаиды Серебряковой во Франции: 1924-1967

Культура.РФ
Диета при подагре: убираем лишнее, добавляем необходимое Диета при подагре: убираем лишнее, добавляем необходимое

Диета при подагре – практически первая необходимость

Cosmopolitan
От «Терминатора» до «ВАЛЛ-И»: 5 лучших фильмов про роботов и киборгов От «Терминатора» до «ВАЛЛ-И»: 5 лучших фильмов про роботов и киборгов

Искусственные устройства остаются популярной темой для фильмов

Популярная механика
Кукурузу начали массово употреблять в пищу через пять тысяч лет после одомашнивания Кукурузу начали массово употреблять в пищу через пять тысяч лет после одомашнивания

Сначала маис в основном использовался для приготовления алкогольных напитков

N+1
В медицинских целях: как появились первые вибраторы В медицинских целях: как появились первые вибраторы

Как викторианские доктора додумались до идеи "генитального вибромассажера"

Популярная механика
Люди не смогли определить заразных по кашлю Люди не смогли определить заразных по кашлю

Звуки не могут быть валидными показателями того, что человек заразен

N+1
Во всем блеске: как использовать глиттер для макияжа глаз и не только Во всем блеске: как использовать глиттер для макияжа глаз и не только

Лето – самое подходящее время для различных экспериментов с макияжем

Cosmopolitan
Помолчите хоть немного. Как шум вокруг нас мешает творить, работать и просто жить Помолчите хоть немного. Как шум вокруг нас мешает творить, работать и просто жить

Отрывок из книги Райана Холидея «Сила спокойствия»

Forbes
Сочный краешек Европы Сочный краешек Европы

Жизнь в Португалии течет размеренно и неторопливо

Лиза
Выбрать собаку и жить с ней в ладу: советы зоопсихолога Выбрать собаку и жить с ней в ладу: советы зоопсихолога

По каким параметрам подбирать себе собаку и как сосуществовать с ней в ладу

Psychologies
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
Американская летающая тарелка 1959 года Американская летающая тарелка 1959 года

В XX веке американские военные мечтали построить свою летающую тарелку

Популярная механика
11 роботов, созданных задолго до XX века 11 роботов, созданных задолго до XX века

Первого робота создал ещё Леонардо да Винчи

Maxim
Мышь-малютка Мышь-малютка

Как-то раз летом бродил я по лесу и вышел на опушку к неглубокому оврагу

Наука и жизнь
Коррекция бровей: как сделать модную форму самой — советы мастера Коррекция бровей: как сделать модную форму самой — советы мастера

Как лучше корректировать брови самостоятельно, чтобы потом об этом не пожалеть

Cosmopolitan
«Прекрасная эпоха»: сказка о потерянном времени «Прекрасная эпоха»: сказка о потерянном времени

Ностальгия способна сыграть с нами злую шутку

Psychologies
«Я, беременная, нашла мужа в стриптиз-клубе»: Анна Седокова о драме личной жизни «Я, беременная, нашла мужа в стриптиз-клубе»: Анна Седокова о драме личной жизни

37-летняя Анна Седокова сегодня – успешная певица и любящая мама троих детей

Cosmopolitan
Аня Дружинина Аня Дружинина

M_U_R — культовый бренд всех, кто разбирается в искусстве и осознанной моде

Собака.ru
Открыть в приложении