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

Лима, Перу Лима, Перу

Перу заслуженно сравнивают с Крымом

Maxim
Пульсации Пульсации

Бюджетный универсальный мотоцикл — каким он может быть?

Мото
Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

Psychologies
26 из ларца и все в погонах 26 из ларца и все в погонах

Суммы штрафов с аграрников сопоставимы с субсидиями АПК

Огонёк
Праведный гнев Спайка Ли: как «Пятеро одной крови» оказались предчувствием #BlackLiveMatters Праведный гнев Спайка Ли: как «Пятеро одной крови» оказались предчувствием #BlackLiveMatters

Как режиссер Спайк Ли попал в контекст народных волнений в США

Forbes
Арсенал Арсенал

Анализируем «боевую» технику недонаступившего сезона MotoGP

Мото
10 ежедневных странностей нашего мозга 10 ежедневных странностей нашего мозга

Мелкие ошибки мозга случаются ежедневно, и мы даже успеваем к ним привыкнуть

Популярная механика
Кто создал проект Loóna, благодаря которому Наталья Водянова крепче спит Кто создал проект Loóna, благодаря которому Наталья Водянова крепче спит

Команда российских разработчиков, которая придумала гениальный проект

GQ
10 фактов из жизни Любови Орловой 10 фактов из жизни Любови Орловой

Рассказываем о первых ролях Любови Орловой, ее трюках без дублеров и гонорарах

Культура.РФ
Мой мото-бизнес Мой мото-бизнес

Интервью с Дмитрием Хитровым — организатором мотовыставок

Мото
А это нормально? А это нормально?

Что делать, если твой мужчина слишком увлекся ЗОЖ

Лиза
«Такой вал»: Потанин объяснил причины масштабной катастрофы в Арктике «Такой вал»: Потанин объяснил причины масштабной катастрофы в Арктике

Владимир Потанин объяснил масштабы экологической катастрофы под Норильском

Forbes
Что любил есть Антон Чехов? Что любил есть Антон Чехов?

Любимым блюдом Антона Чехова были караси в сметане

Культура.РФ
Прототипы героев романа «Мастер и Маргарита» Прототипы героев романа «Мастер и Маргарита»

Прообразами героев становились друзья и оппоненты Михаила Булгакова

Культура.РФ
Мнение: почему в альтруизме важен сухой расчет и к чему может привести благотворительность, основанная на эмоциях Мнение: почему в альтруизме важен сухой расчет и к чему может привести благотворительность, основанная на эмоциях

Философ Уильям Макаскилл рассказывает, как устроен эффективный альтруизм

Esquire
Bajaj BM 150X Bajaj BM 150X

Зимняя езда на мотоцикле Bajaj Boxer BM 150X

Мото
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
Страна монолога: о чем говорит условный приговор Кириллу Серебренникову Страна монолога: о чем говорит условный приговор Кириллу Серебренникову

Почему вместо диалога мы опять услышали монолог?

РБК
7 способов избавиться от прошлого 7 способов избавиться от прошлого

Что делать, если нам порой кажется, что лучшее осталось в прошлом

Psychologies
Американская летающая тарелка 1959 года Американская летающая тарелка 1959 года

В XX веке американские военные мечтали построить свою летающую тарелку

Популярная механика
Жак-истребитель Жак-истребитель

Пикап JAC T6 — неплохой представитель коммерческого класса

Мото
40 самых успешных звезд России до 40 лет. Рейтинг Forbes 40 самых успешных звезд России до 40 лет. Рейтинг Forbes

Рейтинг звезд Forbes 40 до 40 в этом году обновился на четверть

Forbes
Тонкая работа Тонкая работа

Старинный художественный промысел родом из Ростова Великого

Лиза
Непобедимая коррупция: во сколько она обходится обществу и как ее лечить Непобедимая коррупция: во сколько она обходится обществу и как ее лечить

Коррупция — это серьезная проблема для многих стран мира

Forbes
Майк Науменко. Бегство из зоопарка Майк Науменко. Бегство из зоопарка

Отрывок из биографии основателя и солиста советской рок-группы «Зоопарк»

СНОБ
Великий комбинатор Великий комбинатор

Знаменитый аферист времен великой депрессии Виктор Люстиг

Вокруг света
Женщины, которые меняют ландшафт мужской индустрии моды Женщины, которые меняют ландшафт мужской индустрии моды

Рассказываем о женщинах, задающих правила игры прямо сейчас

GQ
«Я тебе что, клоун?» В ГИБДД перечислили фразы, которые очень раздражают «Я тебе что, клоун?» В ГИБДД перечислили фразы, которые очень раздражают

Какие фразы при общении с инспекторами неизбежно приведут к проблемам

РБК
8 самых провальных ремейков французских комедий, сделанных в Голливуде 8 самых провальных ремейков французских комедий, сделанных в Голливуде

Кажется, будто в Америке не так часто копируют французские фильмы

Maxim
Каково это — гастролировать с Queen. Интервью со старшим техником группы Питером Хинсом Каково это — гастролировать с Queen. Интервью со старшим техником группы Питером Хинсом

Воспоминания Питера Хинса — техника Queen, который гастролировал с группой

Esquire
Открыть в приложении