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

Анна Седокова Анна Седокова

Наверное, она уже привыкла к эпитетам «горячая», «аппетитная», «сочная»

Playboy
Шахматный партер Шахматный партер

Важнейшим из искусств для нас теперь является шахматная рассадка

Огонёк
Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

Psychologies
Мой Bocuse d’Or Мой Bocuse d’Or

Для многих стран Bocuse d’Or значит не меньше, чем крупный спортивный чемпионат

Bones
Мясной клуб Мясной клуб

Даже в разгар сезона овощей многие не мыслят жизни без мяса

Худеем правильно
Усадьба Абрамцево в русской культуре Усадьба Абрамцево в русской культуре

Самые интересные факты о творческом наследии хозяев Абрамцево и гостей усадьбы

Культура.РФ
Главы ювелирно-часовых брендов — о маркетинге и свободе творчества Главы ювелирно-часовых брендов — о маркетинге и свободе творчества

Успех бренда роскоши определяется не только красотой и качеством продукта

РБК
От старческих пятен до хлоазмы: какой бывает пигментация и как ее предотвратить От старческих пятен до хлоазмы: какой бывает пигментация и как ее предотвратить

"Слипающиеся" пигментные пятнышки - уже повод для того, чтобы обратиться к врачу

Cosmopolitan
Американского саблезубого сумчатого тигра исключили из хищников Американского саблезубого сумчатого тигра исключили из хищников

Большие клыки нужны были ему, чтобы счищать мясо с трупов, а не убивать добычу

N+1
В сердцах шимпанзе обнаружили кости В сердцах шимпанзе обнаружили кости

В сердце шимпанзе впервые обнаружили костные структуры

N+1
Сервис, который позволяет пользователям зарабатывать до $1 млн: история Udemy Сервис, который позволяет пользователям зарабатывать до $1 млн: история Udemy

Как выходец из Турции создал образовательную онлайн-платформу

Forbes
«Древо жизни»: почему нам важно знать историю своего рода «Древо жизни»: почему нам важно знать историю своего рода

О том, почему нам нужно знать о собственных корнях

Psychologies
Японский коллайдер SuperKEKB установил рекорд светимости Японский коллайдер SuperKEKB установил рекорд светимости

На электрон-позитронном коллайдере SuperKEKB был поставлен рекорд светимости

Популярная механика
Первый как второй Первый как второй

Во многих из ресторанов работают вторые шефы

Bones
«Любой из нас меняет курс мировых событий» «Любой из нас меняет курс мировых событий»

Борис Гребенщиков обсудил с «Огоньком» свой новый альбом

Огонёк
Физики нашли способ обнаружить нарушение четности в молекулах Физики нашли способ обнаружить нарушение четности в молекулах

Для обнаружения нарушений в молекулах хватит чувствительности нынешних приборов

N+1
Визит дамы Визит дамы

Королева подмостков и большого экрана Джуди Денч

Vogue
Детская игра — детские правила? Детская игра — детские правила?

Подход к играм, который доставит радость ребенку и родителям

Psychologies
Как половчанки породнили Русь и степь Как половчанки породнили Русь и степь

Рассказы о непримиримой вражде русских князей и кочевников сильно преувеличены

Дилетант
“Панголина”: уникальный суперкар-самоделка родом из СССР “Панголина”: уникальный суперкар-самоделка родом из СССР

“Панголина” — символ советского движения "самавто"

Популярная механика
Панцири морских черепах оказались домом для тысяч микроскопических животных Панцири морских черепах оказались домом для тысяч микроскопических животных

Черепаший панцирь помогает живым существам расселяться по океанам

N+1
«Я отравился бронзовым литьем» «Я отравился бронзовым литьем»

Как переживаемые миром катаклизмы повлияют на культуру

Огонёк
Переизобретатели алфавита Переизобретатели алфавита

Как люди создавали телекоммуникации и что запатентовал Морзе 180 лет назад

N+1
Не основной инстинкт Не основной инстинкт

У нынешних молодых падает интерес к сексу

Огонёк
Маршрут для Грефа: зачем Сбербанк покупает конкурента «Яндекс.Карт» Маршрут для Грефа: зачем Сбербанк покупает конкурента «Яндекс.Карт»

Зачем Сбербанк покупает контрольную долю в компании 2ГИС

Forbes
Porsche 911 Targa и Audi SQ8 Porsche 911 Targa и Audi SQ8

Автомобильные новинки с Алексеем Харнасом

Weekend
Скучно не будет: 5 фильмов с духом авантюризма Скучно не будет: 5 фильмов с духом авантюризма

Пять фильмов о захватывающих приключениях

Cosmopolitan
5 стадий проживания любви 5 стадий проживания любви

Любовь, как и горе, вторгается в нашу жизнь внезапно

Psychologies
Жуть Юрского периода: 10 самых опасных динозавров Жуть Юрского периода: 10 самых опасных динозавров

Насколько сильно нам врут в кино, показывая агрессивных и опасных динозавров?

Maxim
Недосчитались алмазов в пещерах каменных Недосчитались алмазов в пещерах каменных

Запасы некоторых полезных ископаемых уменьшаются быстрее, чем прирастают

Эксперт
Открыть в приложении