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

Что приготовить из консервированного тунца, найденного в холодильнике: 8 крутых рецептов Что приготовить из консервированного тунца, найденного в холодильнике: 8 крутых рецептов

Что приготовить из тунца, консервированного в масле?

Playboy
Не вижу цели Не вижу цели

У современных подростков, кажется, нет никаких устремлений

Добрые советы
Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

Psychologies
Как научиться выглядеть стильно каждый день: 14 лайфхаков, о которых ты не знала Как научиться выглядеть стильно каждый день: 14 лайфхаков, о которых ты не знала

Как научиться собираться легко, быстро и с умом

Cosmopolitan
Вакцинированные люди не захотели делиться с невакцинированными в онлайн-игре Вакцинированные люди не захотели делиться с невакцинированными в онлайн-игре

Люди могут воспринимать прививки как общественный договор

N+1
15 коротких советов про отношения, знакомства и свидания 15 коротких советов про отношения, знакомства и свидания

Минимум знаний, который принесет максимум пользы

Maxim
«Руководитель не должен быть для сотрудников лучшим другом, мамочкой или психотерапевтом» «Руководитель не должен быть для сотрудников лучшим другом, мамочкой или психотерапевтом»

Исследователь Брюс Тулган — о том, как управлять людьми в кризис

Inc.
Опасная классика: как не ошибиться с выбором красной помады Опасная классика: как не ошибиться с выбором красной помады

Боишься носить красную помаду, потому что считаешь, что она тебе не идет?

VOICE
Театральный этикет в XIX веке Театральный этикет в XIX веке

В XIX веке в театр ходили не только для того, чтобы посмотреть спектакль

Культура.РФ
Как устроен бункер под Белым домом, в котором спрятался Трамп в начале волнений в США Как устроен бункер под Белым домом, в котором спрятался Трамп в начале волнений в США

Последний раз этот бункер использовали во время терактов 11 сентября

Maxim
Отходы на обед Отходы на обед

Как российские рестораторы поддерживают тенденцию безотходного производства

Bones
Отходы и доходы Отходы и доходы

Шеф-повар Мэтт Орландо задался идеей использовать каждый грамм продуктов

Robb Report
Геном микроскопических водорослей указал на третью ветвь зеленых растений Геном микроскопических водорослей указал на третью ветвь зеленых растений

В группе зеленых растений обнаружили третий отдел — Prasinodermophyta

N+1
100 лучших вузов 100 лучших вузов

Рейтинг впервые возглавила Высшая школа экономики

Forbes
Рога на носу ископаемого псеводсурка оказались защитой от хищников Рога на носу ископаемого псеводсурка оказались защитой от хищников

Палеонтологи описали шестой вид рогатых сурков по ископаемому материалу

N+1
«Очень круто, когда нет человека» «Очень круто, когда нет человека»

Кто в России создает виртуальных инфлюенсеров

Inc.
У двойника Солнца нашли потенциального двойника Земли У двойника Солнца нашли потенциального двойника Земли

Небесное тело, похожее на Землю, может находиться в потенциально обитаемой зоне

N+1
Живая смерть: что такое биологическое оружие Живая смерть: что такое биологическое оружие

Полковник медицинской службы запаса объясняет, что такое биологическое оружие

Популярная механика
Спаривание наградило мышей лишним весом и сократило их жизнь Спаривание наградило мышей лишним весом и сократило их жизнь

Как спаривание способно изменить физиологию самок мышей

N+1
Сладкие деньги: невероятная история шоколада Сладкие деньги: невероятная история шоколада

История шоколада начинает свой отсчет в Латинской Америке

Популярная механика
Будни физиков-ядерщиков: как и зачем они создают новые изотопы Будни физиков-ядерщиков: как и зачем они создают новые изотопы

Лаборотория, которая открыла самый легкий изотоп менделевия

Популярная механика
Кавказ был «генетически пёстрым» уже в раннем железном веке Кавказ был «генетически пёстрым» уже в раннем железном веке

Генетики впервые исследовали ДНК носителей кобанской историко-культурной области

Наука и жизнь
«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
Что скрывает вечная мерзлота: залежи метана в термокарстовых озерах Что скрывает вечная мерзлота: залежи метана в термокарстовых озерах

Ученые исследовали процессы образования и окисления метана

Популярная механика
Что любил есть Маяковский? Что любил есть Маяковский?

«Ешь ананасы, рябчиков жуй» — и не только

Культура.РФ
6 продуктов, улучшающих работу мозга (стань умнее и продуктивнее) 6 продуктов, улучшающих работу мозга (стань умнее и продуктивнее)

Пора подзарядиться!

Playboy
Палеонтологи реконструировали последнюю трапезу панцирного динозавра Палеонтологи реконструировали последнюю трапезу панцирного динозавра

Анализ содержимого желудка динозавра, что он ел в основном листья папоротников

N+1
Нужно ли обсуждать с детьми свои переживания при разводе? Нужно ли обсуждать с детьми свои переживания при разводе?

Как наши переживания о разводе влияют на детей

Psychologies
С Цукербергом рай в шалаше: где живут современные и молодые миллиардеры С Цукербергом рай в шалаше: где живут современные и молодые миллиардеры

Где живут технологические миллиардеры

Forbes
От застенчивого студента до легенды: как сложилась судьба Леонида Куравлева От застенчивого студента до легенды: как сложилась судьба Леонида Куравлева

Леонида Куравлева любила вся страна — каждая его роль становилась культовой

Cosmopolitan
Открыть в приложении