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

Грехи Грехи

Мужчины, которые обеспечили себе место в аду, зарабатывая состояние и признание

Esquire
7 советов по стилю от Стиви Уандера 7 советов по стилю от Стиви Уандера

Готовьтесь познать безумные и свободные 1970-е

GQ
Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

Psychologies
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
«Я отравился бронзовым литьем» «Я отравился бронзовым литьем»

Как переживаемые миром катаклизмы повлияют на культуру

Огонёк
Скульптор Антон Иванов Скульптор Антон Иванов

Созданные Антоном Ивановым произведения стали достоянием отечественной культуры

Наука и жизнь
«Проблема в мозгах и некоторых установках, которые нужно менять» «Проблема в мозгах и некоторых установках, которые нужно менять»

Ректор ВШЭ Ярослав Кузьминов о цифровизации образования и вузах будущего

Forbes
Ленин Бессмертный Ленин Бессмертный

Ленин жил! Ленин — жив! Ленин будет жить!

Дилетант
Низы не хотят: как кризис и пандемия обострили трудовые конфликты в России Низы не хотят: как кризис и пандемия обострили трудовые конфликты в России

Как и почему бастуют российские работники

Forbes
Как король Болливуда смог заработать в Индии больше Брэда Питта и Тома Круза Как король Болливуда смог заработать в Индии больше Брэда Питта и Тома Круза

Почему стриминговые сервисы готовы платить индийским звездам миллионы долларов

Forbes
Шахматный партер Шахматный партер

Важнейшим из искусств для нас теперь является шахматная рассадка

Огонёк
Жизнь после измены Жизнь после измены

Флирт на стороне всегда ведет к проблемам, особенно если тайное становится явным

Лиза
Растворимый пластырь вылечил меланому у мышей Растворимый пластырь вылечил меланому у мышей

Ученые создали водорастворимый пластырь с кремниевыми наноиглами

N+1
Он сшил форму, в которой побеждает Хабиб, и увеличил выручку в 16 раз за два года. Он сшил форму, в которой побеждает Хабиб, и увеличил выручку в 16 раз за два года.

Это история предпринимателя из Пензы, который нашел голубой океан

Inc.
Кофейная зависимость: интересные факты о напитке Кофейная зависимость: интересные факты о напитке

Рассказываем самое важное о кофе - напитке, который завоевал весь мир

Популярная механика
Для кожи, глаз и горла: зачем нужен гидролат розы и как сделать его дома Для кожи, глаз и горла: зачем нужен гидролат розы и как сделать его дома

Рассказываем о преимуществах натуральной воды из цветов

РБК
Свой ресторан Свой ресторан

Шеф-повары перестают быть безмолвными исполнителями чужой воли

Bones
«Пятеро одной крови» Спайка Ли: первый фильм лета с хэштегом #BlackLivesMatter «Пятеро одной крови» Спайка Ли: первый фильм лета с хэштегом #BlackLivesMatter

Новый фильм Спайка Ли бросает в один котел все жанры, какие только можно

РБК
От звонка до звонка: что люди спрашивали в справочных службах до появления интернета От звонка до звонка: что люди спрашивали в справочных службах до появления интернета

В архиве Нью-Йоркской публичной библиотеки хранятся тысячи вопросов

Esquire
Рубен Варданян — о развитии сферы филантропии и методе кнута и пряника Рубен Варданян — о развитии сферы филантропии и методе кнута и пряника

Интервью с бизнесменом и филантропом Рубеном Варданяном

РБК
От Голливуда до От Голливуда до

Эти фильмы стоит посмотреть даже тем, кто не увлекается автогонками

Популярная механика
Слова, придуманные русскими писателями Слова, придуманные русскими писателями

Русский язык во многом обогатила фантазия русских писателей

Культура.РФ
Габриэль Витткоп: Наследства Габриэль Витткоп: Наследства

Отрывок из нового романа французской писательницы Габриэль Витткоп

СНОБ
4 имитации Марса на Земле 4 имитации Марса на Земле

О том, что удалось выяснить о жизни на красной планете

Популярная механика
«Я донор, и это очень классно»: предприниматели о том, почему они регулярно сдают кровь «Я донор, и это очень классно»: предприниматели о том, почему они регулярно сдают кровь

Истории трех бизнесменов, которые уже выбрали донорство

Forbes
ЭКГ за рулём, «говорящие» лобовые стёкла и другие технологии, которые делают вождение безопасным ЭКГ за рулём, «говорящие» лобовые стёкла и другие технологии, которые делают вождение безопасным

Технологии будущего в автомобильной и дорожной индустрии

VC.RU
История пластических операций: от Древнего Египта до наших дней История пластических операций: от Древнего Египта до наших дней

Как развивалась эстетическая хирургия?

Популярная механика
Как долго нейтрон «живет» в космосе и почему это так важно Как долго нейтрон «живет» в космосе и почему это так важно

Ученые измерили продолжительность жизни нейтрона в космическом пространстве

Популярная механика
Кирилл Нагиев Кирилл Нагиев

Артист Театра Ленсовета сыграл барчука в главном блокбастере 2019 года «Холоп»

Собака.ru
Жизнь после Жизнь после

Как сложилась судьба участников популярного музыкального реалити?

Cosmopolitan
Открыть в приложении