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

Шоу должно продолжаться Шоу должно продолжаться

Самые интересные премьеры Женевского автосалона

Популярная механика
Опасная классика: как не ошибиться с выбором красной помады Опасная классика: как не ошибиться с выбором красной помады

Боишься носить красную помаду, потому что считаешь, что она тебе не идет?

VOICE
Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

Psychologies
Люди не смогли определить заразных по кашлю Люди не смогли определить заразных по кашлю

Звуки не могут быть валидными показателями того, что человек заразен

N+1
Большая корпорация или маленький бизнес: какая работа подходит тебе по характеру Большая корпорация или маленький бизнес: какая работа подходит тебе по характеру

Займись тем, что тебе нравится, там, где тебе будет комфортно работать

Cosmopolitan
У двойника Солнца нашли потенциального двойника Земли У двойника Солнца нашли потенциального двойника Земли

Небесное тело, похожее на Землю, может находиться в потенциально обитаемой зоне

N+1
Как компании, которые вас кормят, спасают планету от пластика. Монологи «Кухни на районе», «Буше», «ВкусВилл», «Готово», Zero Waste Shop, Fresh и «Лавка Edoque» Как компании, которые вас кормят, спасают планету от пластика. Монологи «Кухни на районе», «Буше», «ВкусВилл», «Готово», Zero Waste Shop, Fresh и «Лавка Edoque»

Фуд-индустрия в России осваивает тренд на экоосознанность

Inc.
Сальто над пропастью Сальто над пропастью

Лучший риск — хорошо организованный

Вокруг света
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
Углеродные нанотрубки: как в России создают невозможные материалы Углеродные нанотрубки: как в России создают невозможные материалы

Российская компания OCSiAl синтезирует более 90% объема уникального материала

Популярная механика
5 фраз, которыми можно испортить жизнь ребенку 5 фраз, которыми можно испортить жизнь ребенку

Нечаянно сказанное слово может изменить судьбу ребенка

Psychologies
Как безумный англичанин Фуллер строил пирамиды Как безумный англичанин Фуллер строил пирамиды

Джек Фуллер построил в Великобритании настоящую египетскую пирамиду

Популярная механика
Уехать или остаться. Где учатся дети российских предпринимательниц Уехать или остаться. Где учатся дети российских предпринимательниц

Как современные деловые женщины выбирают образование для своих детей

Forbes
Прототипы героев романа «Мастер и Маргарита» Прототипы героев романа «Мастер и Маргарита»

Прообразами героев становились друзья и оппоненты Михаила Булгакова

Культура.РФ
Инструмент влияния Инструмент влияния

Композитор Дмитрий Селипанов выходит из тени

Vogue
«Сила ветра» «Сила ветра»

Сделать яхтинг доступным и быть на одной волне с московскими банкирами

Inc.
Кормушки позволили самкам больших синиц не экономить энергию зимними ночами Кормушки позволили самкам больших синиц не экономить энергию зимними ночами

С кормушками самки синиц легче переживают зиму

N+1
«Я шел к этому двадцать лет» «Я шел к этому двадцать лет»

Актер Максим Лагашкин о любимых ролях и о том, как ему удается всё успевать

OK!
Муммия с виллы в Чивите Джулиане Муммия с виллы в Чивите Джулиане

Чем занимались сотрудники археологического парка Помпей во время карантина

N+1
«Это была классная жизнь, но изматывающая». Почему женщины уходят из бизнеса в благотворительность «Это была классная жизнь, но изматывающая». Почему женщины уходят из бизнеса в благотворительность

Истории основательниц НКО: трудно ли резко сменить сферу деятельности?

Forbes
Методы варки кофе: научный взгляд на кофеин и вкусовые качества Методы варки кофе: научный взгляд на кофеин и вкусовые качества

Споры о том, какой способ приготовления кофе считать правильным, ведутся издавна

Популярная механика
Правила жизни Канье Уэста Правила жизни Канье Уэста

Музыкант, Лос-Анджелес, 43 года

Esquire
10 фильмов для тех, кто хочет узнать больше о проблеме расизма в США 10 фильмов для тех, кто хочет узнать больше о проблеме расизма в США

Фильмы, которые раскрывают проблему системного расизма в США

Esquire
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
Медиальная префронтальная кора выдала одиноких людей Медиальная префронтальная кора выдала одиноких людей

Работа медиальной префронтальной коры регулируются тем, насколько человек одинок

N+1
Токсичные родственники: как оборвать связи Токсичные родственники: как оборвать связи

Можно ли перестать общаться с родственниками и как разрешить себе это сделать?

Psychologies
Прекрасные красные Прекрасные красные

Создание гастрономических пар с красными винами

Bones
Едят жир и худеют: звезды, которые выбрали кетодиету Едят жир и худеют: звезды, которые выбрали кетодиету

Эти знаменитости, сидящие на «кето», добились прекрасных результатов

Cosmopolitan
Откуда произошло слово «частушка»? Откуда произошло слово «частушка»?

Частушка — поздний жанр русского музыкального фольклора

Культура.РФ
Талантливый балаган с медведями: как сериал «Великая» рассказывает историю сильной женщины в мужском мире Талантливый балаган с медведями: как сериал «Великая» рассказывает историю сильной женщины в мужском мире

Почему «Великую» надо смотреть через иную оптику

Forbes
Открыть в приложении