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

Хихическая атака: 10 смешных военных курьезов Хихическая атака: 10 смешных военных курьезов

Главные курьезы мировой военной истории

Maxim
«Быть девочкой уже считалось недостатком». История кореянки, которая пошла против традиций «Быть девочкой уже считалось недостатком». История кореянки, которая пошла против традиций

Таэ Юн Ким пережила тяжелое детство, но смогла выжить и стать сильнее

Forbes
Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

Psychologies
13 фактов к 13-летию iPhone — первого смартфона в современном виде 13 фактов к 13-летию iPhone — первого смартфона в современном виде

Первый iPhone оказался настоящей революцией

Популярная механика
«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
Есть ли жизнь на Камчатке Есть ли жизнь на Камчатке

Юрий Дудь снял фильм про Камчатский полуостров

СНОБ
10 лучших кинокаров всех времен 10 лучших кинокаров всех времен

Выбор правильного автомобиля так же важен, как и правильно подобранные актеры

Популярная механика
Ночные кошмары у взрослых: 7 частых причин и способы борьбы Ночные кошмары у взрослых: 7 частых причин и способы борьбы

Что вызывает тревожные и страшные сны и как с ними бороться?

Playboy
Палеонтологи нашли в яйцах титанозавра аминокислоты вместо пептидов Палеонтологи нашли в яйцах титанозавра аминокислоты вместо пептидов

Ученые обнаружили, какие аминокислоты содержатся в скорлупе яиц титанозавра

N+1
Магнитная губка поможет бороться с разливами нефти Магнитная губка поможет бороться с разливами нефти

Такие губки благодаря своему покрытию эффективно впитывают нефть

N+1
Отходы и доходы Отходы и доходы

Шеф-повар Мэтт Орландо задался идеей использовать каждый грамм продуктов

Robb Report
Обратная сторона Lou Обратная сторона Lou

Певица Лу Дуайон на карантине открыла в себе новые таланты

Vogue
Не надо стесняться: 7 шагов, чтобы стать увереннее в себе Не надо стесняться: 7 шагов, чтобы стать увереннее в себе

Да, уверенность можно прокачать

Playboy
Медиальная префронтальная кора выдала одиноких людей Медиальная префронтальная кора выдала одиноких людей

Работа медиальной префронтальной коры регулируются тем, насколько человек одинок

N+1
Милые голосовые помощники и слежка за гражданами: чем занимается китайский разработчик iFlytek с капитализацией $10 млрд Милые голосовые помощники и слежка за гражданами: чем занимается китайский разработчик iFlytek с капитализацией $10 млрд

История iFlytek: от автоматизации колл-центров до правительственных контрактов

VC.RU
Принцесса Диана, Виктор Цой, Грейс Келли: все об очень странных авариях Принцесса Диана, Виктор Цой, Грейс Келли: все об очень странных авариях

История самых загадочных аварий со знаменитостями

РБК
Дмитрий Брейтенбихер: «Они умеют идти вперед и при сильном встречном ветре» Дмитрий Брейтенбихер: «Они умеют идти вперед и при сильном встречном ветре»

Куда инвестируют состоятельные клиенты в условиях пандемии

Forbes
Африка может наверстать упущенное Африка может наверстать упущенное

Отрывок из книги Ханса Рослинга «Фактологичность»

СНОБ
Создан материал, способный быстро стать прозрачным в ИК-спектре Создан материал, способный быстро стать прозрачным в ИК-спектре

Открытие ученых может повысить надежность сложных оптических устройств

Популярная механика
Революция уже в пути. Или нет, возможно Революция уже в пути. Или нет, возможно

Отношение к покупкам в интернете останется непредсказуемым

VC.RU
Двумерный парамагнетик стал двухслойным ферромагнетиком Двумерный парамагнетик стал двухслойным ферромагнетиком

Новые материалы станут основой для спинтронных устройств

N+1
Бег без вреда себе: главное о концепции максимального потребления кислорода Бег без вреда себе: главное о концепции максимального потребления кислорода

Важный материал для всех любителей бега и фитнеса

Playboy
Сеть поддельных клиентов и фальшивый сотрудник: WSJ разобрала обман инвесторов «китайского Starbucks» Luckin Coffee Сеть поддельных клиентов и фальшивый сотрудник: WSJ разобрала обман инвесторов «китайского Starbucks» Luckin Coffee

Конкурент Starbucks в Китае претендовал на звание технологической кофейни

VC.RU
«Убийство священного оленя» и Йоргос Лантимос: почему от них все без ума? «Убийство священного оленя» и Йоргос Лантимос: почему от них все без ума?

Чем же так хорош нахальный режиссер Йоргос Лантимос и откуда он взялся

Esquire
5 главных опасностей космических путешествий 5 главных опасностей космических путешествий

Полеты в космос сопряжены с целым рядом трудностей

Популярная механика
«Меняли плитку, знаки снесли». Штраф-ловушка для автомобилистов «Меняли плитку, знаки снесли». Штраф-ловушка для автомобилистов

Странный штраф за стоянку в парковочном кармане получила автомобилистка

РБК
Космический мусор предложили побороть орбитальными налогами Космический мусор предложили побороть орбитальными налогами

Плата за вывод спутников в космос поможет контролировать космический мусор

N+1
Хиромантия XXI века: антинаучно ли изучение линий на ладонях? Хиромантия XXI века: антинаучно ли изучение линий на ладонях?

Существуют ли закономерности между узорами на руке и личностными качествами

Популярная механика
Пэлтроу - Роуз в Пэлтроу - Роуз в

Собрали самые яркие примеры, когда лучше было согласиться

Cosmopolitan
Еще 10 тайных сюрпризов в фильмах, которые ты мог не заметить Еще 10 тайных сюрпризов в фильмах, которые ты мог не заметить

Фильмы — старые, но пасхалки в них все еще смотрятся свежо

Maxim
Открыть в приложении