Спиновые стёкла | это... Что такое Спиновые стёкла? (original) (raw)

Спиновые стёкла — разбавленные магнитные сплавы (например, CuMn, AgMn или AuFe), то есть немагнитные материалы с включением магнитных примесей с относительной концентрацией магнитных ионов от 10−3 до 10−1. Между магнитными ионами существует дальнодействующее РККИ-обменное взаимодействие посредством электронов проводимости. Экспериментально изучались с 1960х годов, в качестве важной работы часто цитируют Cannella, Mydosh, 1972.

Спиновые стёкла рассматриваются как состояние магнитной системы с случайным распределением спин-спиновых взаимодействий. В системе отсутствует дальний порядок, причем беспорядок в системе замороженный, то есть не меняется со временем. Энергия обменного взаимодействия осциллирует, меняя знак, в зависимости от расстояния между атомами, поэтому в спиновых стёклах конкурируют ферромагнитные и антиферромагнитные взаимодействия, распределённые случайным (но постоянным во времени) образом благодаря случайному расположению магнитных атомов.

Свойства

Спиновые стёкла отличаются от других магнетиков рядом свойств:

Фрустрации

Параметр порядка Эдвардса-Андерсона

Спиновые стёкла отличает возможность фазового перехода, связанного с локальным замораживанием спинов[1]. Для описания такого фазового перехода можно ввести случайную величину ${\mathbf m}_i=\langle{\mathbf s}_i\rangle_T$ , где ${\mathbf s}_i$ — спин -го узла, $\langle\dots\rangle_T$ — термодинамическое усреднение по Гиббсу. Величина $q=\langle m^2_i\rangle_c$ , определяющая средний квадрат намагниченности (где $\langle\dots\rangle_c$ — усреднение по конфигурациям), называется параметром порядка Эдвардса — Андерсона.

В ненулевом внешнем магнитном поле h_0 параметр Эдвардса — Андерсона связан[2] с точкой фазового перехода T_f как q=h_0^2/(T^2-T_f^2) .

Нарушение эргодичности

См. также

магнетизм
замороженный беспорядок
метод реплик (статистическая физика)
cavity method

Примечания

↑ S. F. Edwards, P. W. Anderson, Short-Range Ising Model of Spin Glasses, J. Phys. F, 1975, Vol.5, pp. 965—974.
↑ Гинзбург С.Л. Необратимые явления в спиновых стёклах. — М.: Наука, 1989. — 152 с. ISBN 5-02-014156-9.

Литература

V. Сannella, J. Mydosh, Magnetic Ordering in Gold-Iron Alloys, Phys. Rev., 1972, v.6, pp. 4220-4237
D. Sherrington, S. Kirkpatrick, Solvable Model of a Spin-Glass, Phys. Rev. Lett. 35, 1975, pp. 1792-1796
M. J. Stephen, Lectures on Disordered Systems / в F. J. W. Hahne (ed.), Critical Phenomena, Springer-Verlag, 1983. ISBN 3-540-12675-9
M. Mézard, G. Parisi, M. A. Virasoro, Spin glass theory and beyond, World Scientific Publishing, 1987. ISBN 9971-5-0115-5
E. Bolthausen, A. Bovier (eds.), Spin glasses, Springer, 2007. ISBN 3-540-40902-5
В. С. Доценко, Физика спин-стекольного состояния, УФН, т. 163, №6, 1993
Г. А. Петраковский, Спиновые стекла, Соросовский образовательный журнал, т. 7, №9, 2001