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

Мухи распространили украденные у муравьев семена мирмекохорных растений Мухи распространили украденные у муравьев семена мирмекохорных растений

Как двукрылые насекомые распространяют семена

N+1
Как ухаживать за ногами летом? Как ухаживать за ногами летом?

Чувство тяжести, отёки, мозоли – именно на лето приходится пик ножных проблем

Здоровье
Жидкий свет сымитировал черную дыру Жидкий свет сымитировал черную дыру

Как ученые заставили поток поляритонов вести себя подобно черной дыре

N+1
5 причин не ставить горячую еду в холодильник 5 причин не ставить горячую еду в холодильник

Решили поставить горячий суп в холодильник? Узнайте почему этого делать нельзя

CHIP
Исследование показало, что социальное дистанцирование не защищает от инфекций Исследование показало, что социальное дистанцирование не защищает от инфекций

Социальное дистанцирование не защищает от инфекций. А что защищает?

ТехИнсайдер
Бизнес, который вырос на 1000%: сколько можно заработать на инвестициях в легальную марихуану Бизнес, который вырос на 1000%: сколько можно заработать на инвестициях в легальную марихуану

Шесть лет назад Исаак Беккер поведал о зарождающемся рынке медицинской марихуаны

Forbes
Пять экранизаций русских книг, которые мы ждем в 2020 году Пять экранизаций русских книг, которые мы ждем в 2020 году

Пять современных русских романов, экранизацию которых мы очень ждем прямо сейчас

Esquire
15 безумных поступков, совершенных ради женщины 15 безумных поступков, совершенных ради женщины

Ради женщин эти люди перешли все границы

Maxim
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
Жена хочет подать на развод? 6 советов, как попробовать сохранить семью Жена хочет подать на развод? 6 советов, как попробовать сохранить семью

Можно ли еще все исправить, если жена подала на развод?

Playboy
26 секунд, которые потрясли мир: история самого большого самолета-амфибии 26 секунд, которые потрясли мир: история самого большого самолета-амфибии

Первый и последний подвиг «Геркулеса»

Maxim
Дома без папы Дома без папы

Дарья Мельникова самоизолировалась на страницах MAXIM без масок и одежды

Maxim
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
Активный гиппокамп запомнил слова лучше неподготовленного Активный гиппокамп запомнил слова лучше неподготовленного

Эффективность запоминания стимула определяет состояние гиппокампа

N+1
Мнение: почему в альтруизме важен сухой расчет и к чему может привести благотворительность, основанная на эмоциях Мнение: почему в альтруизме важен сухой расчет и к чему может привести благотворительность, основанная на эмоциях

Философ Уильям Макаскилл рассказывает, как устроен эффективный альтруизм

Esquire
10 самых скандальных фильмов всех времен 10 самых скандальных фильмов всех времен

Жестокие, провокационные и (неспроста) запрещенные к прокату ленты

Esquire
Машину отобрали через год после покупки. Как избежать неприятностей? Машину отобрали через год после покупки. Как избежать неприятностей?

Что следует учитывать при покупке машины на вторичном рынке?

РБК
Ленин: история пломбированного вагона Ленин: история пломбированного вагона

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

СНОБ
Саша Филипенко Саша Филипенко

Главный писатель из поколения 30-летних вынес очередной приговор обществу

Собака.ru
Исследователи и киллеры. Как использовать психотипы геймеров в любом бизнесе Исследователи и киллеры. Как использовать психотипы геймеров в любом бизнесе

Бизнес давно использует геймификацию для решения разных задач

Inc.
Что читать на выходных: отрывок из книги Жюдит Дюпортей «Любовь по алгоритму. Как Tinder диктует, с кем нам спать» Что читать на выходных: отрывок из книги Жюдит Дюпортей «Любовь по алгоритму. Как Tinder диктует, с кем нам спать»

Как Жюдит Дюпортей брала интервью у сооснователя Тиндера

Esquire
Кимин Ким Кимин Ким

Кимин Ким стал премьером Мариинского театра в 23 года

Собака.ru
Как животным удается регенерировать глаза и почему мы так не можем Как животным удается регенерировать глаза и почему мы так не можем

Некоторые плоски черви могут полностью восстановить утраченное зрение

Популярная механика
Беспорядки в Лос-Анджелесе. Рассказ очевидца Беспорядки в Лос-Анджелесе. Рассказ очевидца

Как выглядят протесты в самом большом городе Калифорнии

РБК
«Пятеро одной крови» Спайка Ли: первый фильм лета с хэштегом #BlackLivesMatter «Пятеро одной крови» Спайка Ли: первый фильм лета с хэштегом #BlackLivesMatter

Новый фильм Спайка Ли бросает в один котел все жанры, какие только можно

РБК
Скрытые сокровища Москвы: 5 публичных мест в столице, где «спрятаны» произведения искусства Скрытые сокровища Москвы: 5 публичных мест в столице, где «спрятаны» произведения искусства

Пять публичных мест в Москве, в которых можно разглядеть произведения искусства

Forbes
Отрывок из книги Элены Ферранте «Незнакомая дочь» Отрывок из книги Элены Ферранте «Незнакомая дочь»

Первые главы книги Элены Ферранте «Незнакомая дочь»

СНОБ
В деньгах или в их количестве? В деньгах или в их количестве?

Многие уверены, что увеличение доходов сделает нас счастливее. Так ли это?

Psychologies
Сам себе Авиценна: 13 признаков посттравматического расстройства у предпринимателей Сам себе Авиценна: 13 признаков посттравматического расстройства у предпринимателей

Как распознать у себя симптомы посттравматического стрессового расстройства

Forbes
«Брошена на землю»: рассказ поэтессы и прозаика Аллы Горбуновой «Брошена на землю»: рассказ поэтессы и прозаика Аллы Горбуновой

Отрывок из сборника рассказов Аллы Горбуновой про героев из девяностых и нулевых

Esquire
Открыть в приложении