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

Кто я? Кто я?

Кто ты такой? Вопрос, который мы задаем себе в течение жизни

Psychologies
Коррекция бровей: как сделать модную форму самой — советы мастера Коррекция бровей: как сделать модную форму самой — советы мастера

Как лучше корректировать брови самостоятельно, чтобы потом об этом не пожалеть

Cosmopolitan
Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

Psychologies
Праведный гнев Спайка Ли: как «Пятеро одной крови» оказались предчувствием #BlackLiveMatters Праведный гнев Спайка Ли: как «Пятеро одной крови» оказались предчувствием #BlackLiveMatters

Как режиссер Спайк Ли попал в контекст народных волнений в США

Forbes
Туризм в Японии и пчеловодство в Италии: как россиянки открывают бизнес за границей Туризм в Японии и пчеловодство в Италии: как россиянки открывают бизнес за границей

Предпринимательницы из России о том, почему решили открыть бизнес в за границей

Forbes
Кто стоит за самыми перспективными стартапами по версии Forbes Кто стоит за самыми перспективными стартапами по версии Forbes

Кто стоит за стартапами, которые в скором времени могут подорожать до $1 млрд

Forbes
«€2 млрд никогда не было»: почему произошёл крах Wirecard, как Payoneer и другие пережили блокировку и что будет дальше «€2 млрд никогда не было»: почему произошёл крах Wirecard, как Payoneer и другие пережили блокировку и что будет дальше

Банкротство финтех-сервиса Wirecard стало неожиданным для всех

VC.RU
5 ситуаций, которых не бывает в счастливых семьях 5 ситуаций, которых не бывает в счастливых семьях

Семейное счастье строится на любви, доверии и уважении

Psychologies
10 уникальных прототипов ЗИЛ 10 уникальных прототипов ЗИЛ

Самые интересные и редкие прототипы завода имени Лихачёва

Популярная механика
5 простых способов борьбы с ленью и прокрастинацией 5 простых способов борьбы с ленью и прокрастинацией

Несколько простых способов, которые помогут снизить риск нервного срыва

Популярная механика
«Мастера секса» «Мастера секса»

Отрывок из книги Томаса Майера о том, как Америка училась любить

N+1
Радость движения Радость движения

Если не хочется заниматься спортом, можно заняться танцами

Psychologies
Крутой сюжет и горячие актеры: 7 сериалов для фанатов Крутой сюжет и горячие актеры: 7 сериалов для фанатов

Подборка сериалов, похожих на «Бумажный дом»

Cosmopolitan
Правила жизни Сергея Бодрова Правила жизни Сергея Бодрова

Правила жизни кинорежиссера Сергея Бодрова

Esquire
Метамфетамин помог лекарствам пройти через гематоэнцефалический барьер Метамфетамин помог лекарствам пройти через гематоэнцефалический барьер

Низкие дозы метамфетамина облегчают кавеолярный транспорт других веществ

N+1
Красота уходит от нелюбви: как обиды влияют на твой внешний вид Красота уходит от нелюбви: как обиды влияют на твой внешний вид

Обиды могут сделать из нас человека, который не соответствует нашему «Я»

Cosmopolitan
Перестройка 2.0 Перестройка 2.0

Соосновательница Novikov School делится прогнозами о будущем ресторанной сферы

РБК
Ирина Актуганова Ирина Актуганова

Ирина Актуганова сделала первую в России постоянную сайнсарт-экспозицию

Собака.ru

Архивное интервью с писателем Джеймсом Болдуином о расизме

Esquire
Правила жизни Майка Тайсона Правила жизни Майка Тайсона

Правила жизни знаменитого боксера Майка Тайсона

Esquire
Как французский врач жил и лечил людей в Африке: отрывок из книги Жана-Мари Леклезио «Африканец» Как французский врач жил и лечил людей в Африке: отрывок из книги Жана-Мари Леклезио «Африканец»

Фрагмент из третьей главы – «Африканец», где автор рассказывает о своем отце

Esquire
«Дашь слабину, будет как в 90-е»: как владельцам телеграм-каналов защититься от вымогательства «Дашь слабину, будет как в 90-е»: как владельцам телеграм-каналов защититься от вымогательства

Могут ли «атаки ботов» нанести реальный вред владельцам телеграм-каналов?

Forbes
О вкусных преимуществах самоизоляции О вкусных преимуществах самоизоляции

За время карантина приготовление еды стало самым популярным занятием

Здоровье
Заплатить 25 тысяч рублей, чтобы поехать строить причал в деревне в Карелии: история турагентства «Альтуризм» Заплатить 25 тысяч рублей, чтобы поехать строить причал в деревне в Карелии: история турагентства «Альтуризм»

«Альтуризм» предлагает провести выходные в российской глубинке

VC.RU
Как полюбить свой гнев Как полюбить свой гнев

Общество навесило на гнев ярлык «плохого чувства» и запретило его показывать

Psychologies
Гений места: президент HONOR в России Тони Ран о бизнесе и мотивации Гений места: президент HONOR в России Тони Ран о бизнесе и мотивации

Интервью с президентом HONOR Россия Тони Раном

Esquire
Яна Степанова: «Воркаут на свежем воздухе – лучший тональный крем» Яна Степанова: «Воркаут на свежем воздухе – лучший тональный крем»

Яна Степанова поделилась своими секретами стройности

Худеем правильно
Суп как способ выжить Суп как способ выжить

Простая тарелка супа с куском хлеба способна сохранить человеческую жизнь

Bones
Вопрос с подвохом: самые загадочные тайны физики Вопрос с подвохом: самые загадочные тайны физики

Почему в физике с каждым новым открытием вопросов становится только больше.

Популярная механика
Как успешно пройти онлайн-собеседование Как успешно пройти онлайн-собеседование

Не забывайте про несколько простых правил при прохождении собеседования онлайн

Psychologies
Открыть в приложении