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

100 самых сексуальных женщин страны: 52-1 100 самых сексуальных женщин страны: 52-1

Итоговый рейтинг «100 самых сексуальных женщин страны – 2019»

Maxim
Ополовники узнали родственников по голосу и избежали инцеста Ополовники узнали родственников по голосу и избежали инцеста

Длиннохвостые синицы узнают детей и родителей по голосу и не спариваются с ними

N+1
Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

Psychologies
Диета при гастрите: что есть, чтобы живот не болел Диета при гастрите: что есть, чтобы живот не болел

Все рекомендации по диете при гастрите

Cosmopolitan
Здоровье Здоровье

Гениальные врачи встречаются не только в сериалах

Maxim
Как сломать себе мозг на пяти разных языках Как сломать себе мозг на пяти разных языках

Наша ода лингвистам!

Maxim
5 костюмов Музея Большого театра 5 костюмов Музея Большого театра

Пять историй о сценических костюмах легендарных артистов

Культура.РФ
Архитекторы, которым не заплатили Архитекторы, которым не заплатили

Коварные заказчики и исполнители-альтруисты

Культура.РФ
Помолчите хоть немного. Как шум вокруг нас мешает творить, работать и просто жить Помолчите хоть немного. Как шум вокруг нас мешает творить, работать и просто жить

Отрывок из книги Райана Холидея «Сила спокойствия»

Forbes
Леди Диана: история жизни, любви и разочарований принцессы людских сердец Леди Диана: история жизни, любви и разочарований принцессы людских сердец

Вспомнили самые яркие и драматичные моменты из биографии принцессы Уэльской

Cosmopolitan
«У этой женщины было все» — но она пыталась убить мужа семь раз «У этой женщины было все» — но она пыталась убить мужа семь раз

Рут вела роскошную жизнь, у нее было все, чего она желала, кроме одного

Cosmopolitan
Женщины — демократичные, мужчины — авторитарные. Почему большинство россиян волнует не пол, а возраст начальника Женщины — демократичные, мужчины — авторитарные. Почему большинство россиян волнует не пол, а возраст начальника

Есть ли различия в стиле руководства между мужчинами и женщинами?

Forbes
Предсказания от ИИ: турецкий предприниматель запустил сервис для гадания на кофейной гуще и получил 5 млн пользователей Предсказания от ИИ: турецкий предприниматель запустил сервис для гадания на кофейной гуще и получил 5 млн пользователей

Благодаря ИИ у турков нет необходимости обращаться к гадалкам

VC.RU
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
Он подсадил на десерты Александра Овечкина, Филиппа Киркорова и Егора Крида Он подсадил на десерты Александра Овечкина, Филиппа Киркорова и Егора Крида

Интервью с Ренатом Агзамовым – о тортах, тортах и ни о чем, кроме тортов

GQ
Женщина, которая со всем не согласна: как лауреат Нобелевской премии Фрэнсис Арнольд переворачивает науку с ног на голову Женщина, которая со всем не согласна: как лауреат Нобелевской премии Фрэнсис Арнольд переворачивает науку с ног на голову

Почему так важны открытия Фрэнсис Арнольд?

Forbes
Как обслуживают машины в России, Европе и США. Таблица Как обслуживают машины в России, Европе и США. Таблица

Почему российские автомобилисты чаще проходят регулярный технический осмотр

РБК
Как привлечь хорошего инвестора в стартап? Пять секретов Skyeng Как привлечь хорошего инвестора в стартап? Пять секретов Skyeng

На что обращает внимание инвестор, разыскивая компанию для инвестиций

Forbes
Интересные факты о Сергее Эйзенштейне Интересные факты о Сергее Эйзенштейне

Эйзенштейн снял драму об Иване IV во время войны и попал в немилость к Сталину

Культура.РФ
«Я теперь смело ношу купальники!»: женщина феноменально похудела ради мужа «Я теперь смело ношу купальники!»: женщина феноменально похудела ради мужа

35-летняя Эшли Страхан из Ланаркшира ради мужа похудела на 45 кг

Cosmopolitan
Визит к гинекологу: почему нас это пугает Визит к гинекологу: почему нас это пугает

Как справиться со страхом перед посещением гинеколога

Psychologies
Пейте на здоровье! Пейте на здоровье!

Глобальный тренд на здоровый образ жизни затрагивает в том числе и мир напитков

Bones
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
Почему мужчины нас не понимают и как это изменить Почему мужчины нас не понимают и как это изменить

Как партнер воспринимает наше поведение и что мы можем изменить?

Psychologies
Инвестиции под арестом: как ослабить силовое давление на венчурный бизнес? Инвестиции под арестом: как ослабить силовое давление на венчурный бизнес?

Какие последствия может иметь силовое давление на венчурных инвесторов?

Forbes
Муммия с виллы в Чивите Джулиане Муммия с виллы в Чивите Джулиане

Чем занимались сотрудники археологического парка Помпей во время карантина

N+1
98-й и 100-й бензин: в какие машины его лучше не заливать 98-й и 100-й бензин: в какие машины его лучше не заливать

Разбираем мифы о высокооктановом топливе

РБК
Отрывок из книги Дэвида Райха «Кто мы и как сюда попали» Отрывок из книги Дэвида Райха «Кто мы и как сюда попали»

О чем может рассказать геном современного человека

СНОБ
Играй, консоль: топ-5 сервисов для убийств монстров и времени Играй, консоль: топ-5 сервисов для убийств монстров и времени

Хиты PSP и новинки Apple Arcade, Xbox Game Pass, Nintendo и сервиса GeForce NOW

РБК
Как появилась жизнь: кто был самым первым на нашей планете Как появилась жизнь: кто был самым первым на нашей планете

Поиск осязаемых следов первой жизни на нашей планете

Популярная механика
Открыть в приложении