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
«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
Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

Psychologies
Отрывок из книги Элены Ферранте «Незнакомая дочь» Отрывок из книги Элены Ферранте «Незнакомая дочь»

Первые главы книги Элены Ферранте «Незнакомая дочь»

СНОБ
10 самых знаменитых пари в истории 10 самых знаменитых пари в истории

Ты даже не представляешь, какие глупости на спор вытворяли люди!

Maxim
Чек-лист для Сахалина: 5 туристических жемчужин далекого острова Чек-лист для Сахалина: 5 туристических жемчужин далекого острова

Что посмотреть на Сахалине: чек-лист

РБК
Идеальное время для первого признания в любви: как понять, что оно пришло Идеальное время для первого признания в любви: как понять, что оно пришло

Уже пора произнести эту заветную фразу или стоит подождать?

Playboy
Как отбить девушку у другого парня: действенные советы и рекомендации Как отбить девушку у другого парня: действенные советы и рекомендации

Надеемся, ты осознаешь, на что именно идешь

Playboy
Что общего между приматами и шовинизмом Что общего между приматами и шовинизмом

Отрывок из книги нейробиолога Николая Кукушкина

СНОБ
Шестимесячные дети смогли отличить мажорную тональность от минорной Шестимесячные дети смогли отличить мажорную тональность от минорной

У детей распределение чувствительности к тональностям оказалось как у взрослых

N+1
Горько! Горько!

Горький вкус полезен для здоровья и похудения

Худеем правильно
Разве я сторож клону моему? Разве я сторож клону моему?

Как будущее диктует нам свои, совершенно неожиданные, и местами смешные, законы

Maxim
Совсем не смешно Совсем не смешно

Как не превращать юмор в оружие буллинга?

Лиза
Как правильно пить воду. Советуют эксперты Как правильно пить воду. Советуют эксперты

Какую именно воду пить и с какими мифами о воде пора покончить

РБК
«Перри Мейсон» – очень красивый сериал о культовом персонаже американской литературы «Перри Мейсон» – очень красивый сериал о культовом персонаже американской литературы

Сюжет в новом шоу HBO «Перри Мейсон» сильно провисает

GQ
Отношения новые – ошибки старые? Отношения новые – ошибки старые?

В юности, строя первые серьезные отношения, ты делаешь кучу ошибок

Лиза
10 необычных автографов: от Леонардо да Винчи до Марка Цукерберга 10 необычных автографов: от Леонардо да Винчи до Марка Цукерберга

Объединяет их одно – это очень необычные люди с необычными подписями

Популярная механика
Клубничный бой: как Павел Грудинин бьется за «Совхоз имени Ленина» со структурами депутата-единоросса, приставами и чиновниками Клубничный бой: как Павел Грудинин бьется за «Совхоз имени Ленина» со структурами депутата-единоросса, приставами и чиновниками

В «Совхозе имени Ленина» уже третий год идут распри

Forbes
Марк Фош: «Поварам нужно работать, а не витать в облаках» Марк Фош: «Поварам нужно работать, а не витать в облаках»

Марк Фош — мой настоящий учитель

Bones
Одна вокруг света на карантине: как не стать чьим-то ужином в дикой природе Одна вокруг света на карантине: как не стать чьим-то ужином в дикой природе

74-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Сочный краешек Европы Сочный краешек Европы

Жизнь в Португалии течет размеренно и неторопливо

Лиза
Как Москва должна реагировать на появление Скрипалей в Новой Зеландии Как Москва должна реагировать на появление Скрипалей в Новой Зеландии

Лондон сообщил Москве и миру, что Скрипали находятся в Новой Зеландии

СНОБ
«Держите чертову российскую политику подальше от нашей компании»: Alion Energy прокомментировала обыски в РВК «Держите чертову российскую политику подальше от нашей компании»: Alion Energy прокомментировала обыски в РВК

Комментарии об обысках в Российской венчурной компании Alion Energy

Forbes
Подарок для списка Forbes: Путин предложил освободить зарубежный бизнес россиян от налоговой отчетности Подарок для списка Forbes: Путин предложил освободить зарубежный бизнес россиян от налоговой отчетности

Вмененный налог для богатых и индульгенция за небольшие деньги

Forbes
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
Кавказ был «генетически пёстрым» уже в раннем железном веке Кавказ был «генетически пёстрым» уже в раннем железном веке

Генетики впервые исследовали ДНК носителей кобанской историко-культурной области

Наука и жизнь
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
Эксклюзив Cosmo: Айза Анохина о романе с Олегом Майами, разводе и новом шоу Эксклюзив Cosmo: Айза Анохина о романе с Олегом Майами, разводе и новом шоу

Мы расспросили Айзу о разводе, отношениях с Олегом Майами и сложностях в семье

Cosmopolitan
Театр ТРУ Театр ТРУ

Самое яркое явление андеграундной сцены Петербурга

Собака.ru
Любимые автомобили Пола Маккартни Любимые автомобили Пола Маккартни

Один из автомобилей Пола Маккартни даже купил Капитан Америка.

GQ
Открыть в приложении