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

«Надо чувствовать удары жизни по лицу». Уроки личностного роста от ветерана норвежского спецназа «Надо чувствовать удары жизни по лицу». Уроки личностного роста от ветерана норвежского спецназа

Как жить прекрасно даже во время пандемии и кризиса?

Forbes
Как борода спасает от удара в челюсть: естественный щит Как борода спасает от удара в челюсть: естественный щит

Растительность на лице не только красоты ради, но и для практичности

Популярная механика
Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

Psychologies
16 случаев радикальных превращений 16 случаев радикальных превращений

Яркие метаморфозы этого мира

Maxim
Теплое отношение к людям оказалось почти наполовину наследуемым признаком Теплое отношение к людям оказалось почти наполовину наследуемым признаком

Вклад наследственности в проявление доброжелательности составляет около половины

N+1
5 ответов на важные вопросы о родинках на нашем теле 5 ответов на важные вопросы о родинках на нашем теле

Профессор-онколог ответил на самые распространенных вопросы о невусах

РБК
8 первых поцелуев, которые случились на съемках 8 первых поцелуев, которые случились на съемках

Первый поцелуй может стать незабываемым, особенно в окружении камер

РБК
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
Има Има

Стрит-артист Максим Има курирует пабликарт-проекты в коллаборации с ЦВЗ «Манеж»

Собака.ru
Микрофлюидика помогла смоделировать эмбриональное развитие нервной трубки Микрофлюидика помогла смоделировать эмбриональное развитие нервной трубки

Ее клетки дифференцировались по путям разных отделов мозга

N+1
Синьор Помидор Синьор Помидор

Как не ошибиться с выбором томатов

Лиза
Пьяные за рулем: болезнь или преступление? Пьяные за рулем: болезнь или преступление?

Алкоголизм — болезнь, но может ли она быть оправданием для убийцы?

Psychologies
К юбилею Светланы Крючковой К юбилею Светланы Крючковой

Эссе главного редактора нашего журнала Сергея Николаевича о Светлане Крючковой

СНОБ
По другим правилам По другим правилам

Мы то и дело слышим, что после пандемии мир не будет прежним

Добрые советы
«Я теперь смело ношу купальники!»: женщина феноменально похудела ради мужа «Я теперь смело ношу купальники!»: женщина феноменально похудела ради мужа

35-летняя Эшли Страхан из Ланаркшира ради мужа похудела на 45 кг

Cosmopolitan
Шнекоходы: самые редкие вездеходы Шнекоходы: самые редкие вездеходы

Почему шнекоходы так и не получили должного распространения?

Популярная механика
Почему на Нептуне идут алмазные дожди Почему на Нептуне идут алмазные дожди

Углерод, превращающийся в алмазы, стремится к ядрам планет

Популярная механика
«Прошлым можно гордиться, но им нельзя жить» «Прошлым можно гордиться, но им нельзя жить»

Каков запас конкурентоспособности у отечественной космической отрасли?

Огонёк
Как мотивировать команду работать в стрессовых условиях Как мотивировать команду работать в стрессовых условиях

В жизни стартапа бывают моменты, когда всей команде приходится работать на износ

Inc.
От От

Обойти вниманием эти исторические фильмы просто преступление

Популярная механика
Выживут только платформы Выживут только платформы

Куда движется рынок лонгридов

Эксперт
Уроки пандемии: как выйти из самоизоляции и не сойти с ума Уроки пандемии: как выйти из самоизоляции и не сойти с ума

Разбираемся, как вернуться в норму после длительного сидения дома

РБК
Оксфорд на дому: как онлайн-сервисы перевернут рынок образования Оксфорд на дому: как онлайн-сервисы перевернут рынок образования

Станет ли онлайн-образование по-настоящему массовым?

Forbes
«У нас прирост на 400%». Как «Кинопоиск», IVI, Start и Premier подняли бизнес во время пандемии «У нас прирост на 400%». Как «Кинопоиск», IVI, Start и Premier подняли бизнес во время пандемии

Как изменилась аудитория крупнейших онлайн-кинотеатров

Forbes
10 отличных британских фильмов последних 10 лет, которые ты мог пропустить 10 отличных британских фильмов последних 10 лет, которые ты мог пропустить

Не все же голливудские блокбастеры смотреть!

Maxim
Как организовать досуг для ребенка в городе. Советы педагога Как организовать досуг для ребенка в городе. Советы педагога

Как организовать жизнь с ребенком в городе летом

СНОБ
Американская летающая тарелка 1959 года Американская летающая тарелка 1959 года

В XX веке американские военные мечтали построить свою летающую тарелку

Популярная механика
На уровне Бокюза На уровне Бокюза

Chef a la Russe — всероссийский открытый кулинарный чемпионат среди шеф-поваров

Bones
Почему от растворимого кофе хочется спать: 7 основных причин Почему от растворимого кофе хочется спать: 7 основных причин

Есть сразу несколько причин, почему, выпив кофе, хочется спать

Playboy
Как и почему погибали «Ведомости» Как и почему погибали «Ведомости»

Как Андрей Шмаров вынудил творческий коллектив уйти

СНОБ
Открыть в приложении