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

Терагерцовое излучение помешало образованию белковых нитей Терагерцовое излучение помешало образованию белковых нитей

Терагерцовое излучение может разрушать нити белка актина

N+1
Женщины-режиссеры, которых важно знать Женщины-режиссеры, которых важно знать

Работы этих женщин-режиссеров по праву считаются классикой кинематографа

Культура.РФ
Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

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

Подход к играм, который доставит радость ребенку и родителям

Psychologies
Как Мария Тиника возвращает Петербургу деревья Как Мария Тиника возвращает Петербургу деревья

Мария Тиника создала проект «Деревья Петербурга» и спасает столетние тополя

Собака.ru
Как начать больше двигаться каждый день и прийти в форму без тренировок Как начать больше двигаться каждый день и прийти в форму без тренировок

Несложные способы добавить больше движения в свою жизнь

РБК
Сезон вампиров: как и почему кусают слепни Сезон вампиров: как и почему кусают слепни

Представители самых мерзких кусачих насекомых, которые портят нам жизнь до осени

Популярная механика
Честные вопросы, которые помогут расстаться с лишним весом Честные вопросы, которые помогут расстаться с лишним весом

Длительный карантин принес с собой и лишние килограммы

Psychologies
Женщина, которую мы любим: Анна Чиповская — о музыке, откровенных сценах в кино и любимых актерах Женщина, которую мы любим: Анна Чиповская — о музыке, откровенных сценах в кино и любимых актерах

Разговор с актрисой Анной Чиповской

Esquire
Элегантное движение: Yves Saint Laurent FW 08, Jil Sander FW 12, Haider Ackermann SS 18 Элегантное движение: Yves Saint Laurent FW 08, Jil Sander FW 12, Haider Ackermann SS 18

Главные коллекции XXI века. Проект Елены Стафьевой

Weekend
Ленин: история пломбированного вагона Ленин: история пломбированного вагона

Отрывок из книги «Ленин. Человек, который изменил все»

СНОБ
Разрубить Гордиев узел референдума Разрубить Гордиев узел референдума

В пользу стратегии «голосовать» — опыт Белоруссии, Собчак и Македонского

СНОБ
Белая горячка: как стирать белые вещи Белая горячка: как стирать белые вещи

Как выйти белым из воды — в этой подборке советов

Maxim
Семья карьере не помеха! Семья карьере не помеха!

Иногда профессиональному росту мешает не личная жизнь, а ее отсутствие

Лиза
Внушительные размеры не помогли самкам горных горилл родить больше детей Внушительные размеры не помогли самкам горных горилл родить больше детей

Что влияет на репродуктивный успех самок горных горилл

N+1
Карантин разрушает брак: можно ли спасти отношения Карантин разрушает брак: можно ли спасти отношения

Можно ли «вылечить» отношения после карантина и какие шаги предпринять?

Psychologies
Симптомы пищевой зависимости: 7 распространенных признаков Симптомы пищевой зависимости: 7 распространенных признаков

Неуправляемая потребность в вкусной еде — тревожный знак

РБК
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
Елена Проклова, Наталья Селезнева и еще 8 советских актрис в купальниках Елена Проклова, Наталья Селезнева и еще 8 советских актрис в купальниках

Мы решили вспомнить самые яркие образы советских актрис в купальниках

Cosmopolitan
Микрофлюидика помогла смоделировать эмбриональное развитие нервной трубки Микрофлюидика помогла смоделировать эмбриональное развитие нервной трубки

Ее клетки дифференцировались по путям разных отделов мозга

N+1
Снова в школы Снова в школы

Для чего и кому нужна глобальная реформа МГУ

Forbes
Крид, Загитова, Элджей: самые молодые российские звезды в рейтинге Forbes Крид, Загитова, Элджей: самые молодые российские звезды в рейтинге Forbes

Самые молодые участники рейтинга 40 самых успешных звезд России по версии Forbes

Forbes
Как появилась традиция праздновать старый Новый год? Как появилась традиция праздновать старый Новый год?

Старый Новый год пришел в нашу культуру вместе со старым стилем летоисчисления

Культура.РФ
Содержание углекислого газа в атмосфере стало рекордным за 23 миллиона лет Содержание углекислого газа в атмосфере стало рекордным за 23 миллиона лет

Два столетия назад содержание CO2 в атмосфере резко начало расти

N+1
Магнитная губка поможет бороться с разливами нефти Магнитная губка поможет бороться с разливами нефти

Такие губки благодаря своему покрытию эффективно впитывают нефть

N+1
Илья Чех Илья Чех

Илья Чех основал компанию, совершившую революцию в российском протезировании

Собака.ru
Чего ждать от плана восстановления российской экономики Чего ждать от плана восстановления российской экономики

Национальные цели развития можно забыть

СНОБ
18 вещей, о которых лучше не думать 18 вещей, о которых лучше не думать

Это список вещей, которыми не должен забивать голову современный мужчина

Maxim
От убежища отшельника до машины для жизни. Частые виллы лучших архитекторов современности От убежища отшельника до машины для жизни. Частые виллы лучших архитекторов современности

Шесть частных вилл, созданных лучшими архитекторами современности

Forbes
10 фильмов, из-за которых критики разругались со зрителями 10 фильмов, из-за которых критики разругались со зрителями

Мнение кинокритиков и зрителей порой расходится кардинально

Maxim
Открыть в приложении