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

Вечные девственники: 6 исторических личностей, которых не интересовал секс Вечные девственники: 6 исторических личностей, которых не интересовал секс

Эти люди точно знали, как сублимировать эффективно

Cosmopolitan
«В моем случае связи не работают» «В моем случае связи не работают»

Ведущая Comedy Women Мария Кравченко вот-вот получит третье высшее образование

OK!
Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

Psychologies
100 лучших вузов 100 лучших вузов

Рейтинг впервые возглавила Высшая школа экономики

Forbes
«По-настоящему чувствую себя женщиной и мамой» «По-настоящему чувствую себя женщиной и мамой»

Выпечка тортов для Юли Савичевой уже больше, чем просто хобби

OK!
Сам себе Авиценна: 13 признаков посттравматического расстройства у предпринимателей Сам себе Авиценна: 13 признаков посттравматического расстройства у предпринимателей

Как распознать у себя симптомы посттравматического стрессового расстройства

Forbes
Семейные ценности: как привить их детям Семейные ценности: как привить их детям

Как правильно делиться с ребенком традициями, принципами, взглядами

Psychologies
Женский пол защитил мышей от перитонита Женский пол защитил мышей от перитонита

Новый шаг к персонализированной медицине

N+1
20 лучших фильмов про вампиров 20 лучших фильмов про вампиров

Фильмы о вампирах: от классики до новаторских интерпретаций

Esquire
Создать формулу разлагаемых чехлов для iPhone и найти производство: опыт российского проекта SolomaCase Создать формулу разлагаемых чехлов для iPhone и найти производство: опыт российского проекта SolomaCase

Марина Бебина и Георгий Мазуров вложили в проект экочехлов 500 тысяч рублей

VC.RU
Как работают солнцезащитные кремы и почему они нужны Как работают солнцезащитные кремы и почему они нужны

Солнечный свет - источник не только тепла и жизни, но и опасного ультрафиолета

Популярная механика
Сара Перри: Мельмот Сара Перри: Мельмот

Фрагмент из романа Сары Перри о неприметной англичанке Хелен Франклин

СНОБ
«Я умру до 35 лет?»: девушка раскрыла секрет феноменального похудения «Я умру до 35 лет?»: девушка раскрыла секрет феноменального похудения

Молодая мама узнала, что, если не избавится от ожирения, может умереть

Cosmopolitan
Что такое рак и как не допустить его развития: бич XXI века Что такое рак и как не допустить его развития: бич XXI века

Рак — это болезнь, которая подстерегает человека внутри его организма

Популярная механика
Почему PlayStation 5 не поразила нас до глубины души, как мы этого ожидали Почему PlayStation 5 не поразила нас до глубины души, как мы этого ожидали

Совсем скоро игровой процесс изменится кардинально

GQ
Лили Джеймс, актриса Лили Джеймс, актриса

Лили Джеймс называют восходящей звездой Голливуда

Худеем правильно
Сладкие деньги: невероятная история шоколада Сладкие деньги: невероятная история шоколада

История шоколада начинает свой отсчет в Латинской Америке

Популярная механика
«Амистад», «Зеленая книга» и другие фильмы о расизме «Амистад», «Зеленая книга» и другие фильмы о расизме

Рассказываем, что смотреть на тему, остающуюся слишком все еще злободневной

GQ
Какие опасности таит в себе красное вино Какие опасности таит в себе красное вино

В чем заключаются главные опасности красного вина?

Популярная механика
MAXIM рецензирует французский сериал про 10 негритят Агаты Кристи MAXIM рецензирует французский сериал про 10 негритят Агаты Кристи

Новая экранизация вечного детективного сюжета

Maxim
План спасения План спасения

Если вам кажется, что мир обречен и ничего уже не исправить, вы не одиноки

Вокруг света
Правила жизни Сергея Бодрова Правила жизни Сергея Бодрова

Правила жизни кинорежиссера Сергея Бодрова

Esquire
10 лучших кинокаров всех времен 10 лучших кинокаров всех времен

Выбор правильного автомобиля так же важен, как и правильно подобранные актеры

Популярная механика
Маска, я тебя знаю: история противогаза Маска, я тебя знаю: история противогаза

Первая мировая породила не только химическое оружие, но и защиту от него

Популярная механика
Как сформулировать миссию компании Как сформулировать миссию компании

Выполнив конкретный процесс, вы можете создать миссию своей компании

Inc.
«Я люблю тупость и идиотизм, но когда это сделано радостно». Славе Полунину исполняется 70 лет «Я люблю тупость и идиотизм, но когда это сделано радостно». Славе Полунину исполняется 70 лет

Над чем сейчас смеется Слава Полунин

Forbes
Голоса зовут Голоса зовут

Лайн‑ап из молодых российских певиц

Vogue
Древняя «щука» оказалась экологическим аналогом осетра Древняя «щука» оказалась экологическим аналогом осетра

Раньше считалось, что она была хищником-засадчиком, напоминавшим щуку

N+1
Вакцинированные люди не захотели делиться с невакцинированными в онлайн-игре Вакцинированные люди не захотели делиться с невакцинированными в онлайн-игре

Люди могут воспринимать прививки как общественный договор

N+1
4 эффективные техники решения любых проблем, которыми пользуются умные люди 4 эффективные техники решения любых проблем, которыми пользуются умные люди

Как всегда находить лучший выход из ситуации?

Playboy
Открыть в приложении