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

Химики подтвердили возможность одновременного появления ДНК и РНК на заре жизни Химики подтвердили возможность одновременного появления ДНК и РНК на заре жизни

Нуклеиновые кислоты обоих типов образовывались в одно и то же время

N+1
У креветки, недавно считавшейся слепой, обнаружили рекордно быстрое зрение У креветки, недавно считавшейся слепой, обнаружили рекордно быстрое зрение

Креветки-щелкуны различают вспышки света с частотой до 160 герц

National Geographic
Тело женщины — не порнография: что не так с делом Юлии Цветковой Тело женщины — не порнография: что не так с делом Юлии Цветковой

Почему обвинения, предъявленные Юлии Цветковой абсурдны

Cosmopolitan
Форма и платформа Форма и платформа

Новинки от BMW — нейкед F900R и F900XR

Мото
Мужчина и его собака: дизайнер бренда «Союз» Максим Иванов и его стаффордширский терьер Джесси Мужчина и его собака: дизайнер бренда «Союз» Максим Иванов и его стаффордширский терьер Джесси

Наш герой о том, как он решил завести питомца — и что последовало за этим

Esquire
Американская космическая мечта Американская космическая мечта

Илон Маск вернул веру американцев в собственные космические запуски

Эксперт
Кто подсаживает российский бизнес на биохакинг Кто подсаживает российский бизнес на биохакинг

Кто подсаживает российский бизнес на чекапы и физиотерапию

Inc.
Высокое и низкое давление: что важно знать о здоровье каждому Высокое и низкое давление: что важно знать о здоровье каждому

Проблемы с артериальным давлением редко беспокоят в возрасте до 40 лет

Популярная механика
Как привлекать клиентов и продавать с помощью YouTube. Опыт Skyeng Как привлекать клиентов и продавать с помощью YouTube. Опыт Skyeng

Для чего нужно создавать корпоративный видеоканал и как сделать его полезным?

Inc.
Что общего между приматами и шовинизмом Что общего между приматами и шовинизмом

Отрывок из книги нейробиолога Николая Кукушкина

СНОБ
Как женщины в России используют краудфандинг и почему преуспевают в нем больше мужчин Как женщины в России используют краудфандинг и почему преуспевают в нем больше мужчин

Как менялся краудфандинг в России за последние 8 ле

Forbes
Шнекоходы: самые редкие вездеходы Шнекоходы: самые редкие вездеходы

Почему шнекоходы так и не получили должного распространения?

Популярная механика
Шахматный партер Шахматный партер

Важнейшим из искусств для нас теперь является шахматная рассадка

Огонёк
В черном, белом, нарядном и без штанов: как в разное время выходили на протесты В черном, белом, нарядном и без штанов: как в разное время выходили на протесты

Как одежда становилась символом сопротивления

Esquire
Каково это — дожить до ста лет: истории шести россиянок, успевших пожить при царе, Сталине и Путине Каково это — дожить до ста лет: истории шести россиянок, успевших пожить при царе, Сталине и Путине

Они жили при царе, при Сталине и при Путине и имеют свое мнение обо всем

Esquire
Мясник или гений: эксперименты «отца современной гинекологии» Мясник или гений: эксперименты «отца современной гинекологии»

Джеймс Марион Симс считается одной из самых противоречивых фигур в медицине

Популярная механика
10 фактов о кошках: киприоты, пацифисты, полиглоты 10 фактов о кошках: киприоты, пацифисты, полиглоты

Эти факты помогут узнать и понять кошек чуть больше

Популярная механика
Что любил есть Федор Достоевский? Что любил есть Федор Достоевский?

Федор Михайлович Достоевский любил сытно и вкусно поесть

Культура.РФ
Как правильно бриться электробритвой: пошаговая инструкция для чистого результата Как правильно бриться электробритвой: пошаговая инструкция для чистого результата

Если станки тебя не впечатляют, попробуй использовать электробритву

Playboy
Игорь Гришечкин: «Моя кухня — монолог, а не коллективное творчество» Игорь Гришечкин: «Моя кухня — монолог, а не коллективное творчество»

Игорь Гришечкин рассуждает о модности профессии шеф-повара

Bones
История одной песни: «Tainted Love» История одной песни: «Tainted Love»

Песня, которую все стали слушать в 2000-е, хотя она прославилась в 80-е

Maxim
Божье число: занимательная математика внутри игрушки Божье число: занимательная математика внутри игрушки

В этом году у самой популярной и самой продаваемой игрушки в мире юбилей

Популярная механика
20 000 лье над водой: история летающей подводной лодки 20 000 лье над водой: история летающей подводной лодки

Гениальная идея военных инженеров, которая не может спуститься с небес на землю

Maxim
12 заповедей идеального босса 12 заповедей идеального босса

Марафон полезных советов, которые сделают тебя королем офиса

Maxim
«Не надо бояться, что вам начнут дышать в спину». Карьерные советы главы Unilever «Не надо бояться, что вам начнут дышать в спину». Карьерные советы главы Unilever

Глава Unilever Регина Кузьмина дает полезные карьерные советы

Forbes
Злодей или жертва? 7 сериальных антигероев, которым мы сочувствуем Злодей или жертва? 7 сериальных антигероев, которым мы сочувствуем

Когда по ТВ показывали эти сериалы, вся семья собиралась перед экраном

Cosmopolitan
Нежнейший, вкуснейший, милейший из овощей Нежнейший, вкуснейший, милейший из овощей

Первыми начали готовить блюда из сладковатых зелёных зёрен гороха голландцы

Наука и жизнь
Другая сторона моих недостатков Другая сторона моих недостатков

Мы стесняемся того, что считаем своими изъянами, и стараемся их исправить

Psychologies
Пока не приняли закон: отрывок из книги Дианы Садреевой «Ты не виновата: почему домашнее насилие – это не про любовь» Пока не приняли закон: отрывок из книги Дианы Садреевой «Ты не виновата: почему домашнее насилие – это не про любовь»

Фрагмент пятой части книги Дианы Садреевой о домашнем насилии

Esquire
Новый вид пауков с Джокером на спине назвали в честь Хоакина Феникса Новый вид пауков с Джокером на спине назвали в честь Хоакина Феникса

Новый вид пауков был обнаружен в Иране группой ученых Университета Турку

National Geographic
Открыть в приложении