Феромагнетики це: Неприпустима назва — Вікіпедія

Содержание

Феромагнетики — Магнітні властивості речовини

Феромагнетики — сильно магнітні речовини, здатні намагнічуватися навіть у слабких магнітних полях. Деякі метали (залізо, нікель, кобальт, гадоліній, манган, хром та їхні сплави) з великою магнітною проникністю, що проявляють явище гістерезису; розрізняють м’які феромагнетики з малою коерцитивною силою та тверді феромагнетики з великою коерцитивною силою. Феромагнетики використовуються для виробництва постійних магнітів, осердь електромагнітів та трансформаторів.
Відео YouTube

Найтиповішою властивістю є нелінійний характер процесу намагнічення

  • Феромагнетики сильно втягуються в область сильнішого магнітного поля.
  • Магнітна сприйнятливість феромагнетиків позитивна і значно більше одиниці.
  • При не дуже високих температурах феромагнетики характеризуються спонтанною намагніченістю, яка сильно змінюється під впливом зовнішніх дій.

Властивості феромагнетиків пов’язані з наявністю у їхній структурі груп атомів, які називаються доменами, котрі вже мають узгоджену орієнтацію елементарних магнітних полів. Орієнтація полів самих доменів, яка відбува­ється при намагнічуванні, створює власне поле речовини значно сильніше, ніж у інших магнетиків, у яких відбувається лише часткова орієнтація елеме­нтарних полів атомів речовини. Орієнтація полів доменів значною мірою зберігається і після припинення дії зовнішнього поля. Така суть залишкового намагнічування. Проте інтенсивний тепловий рух може зруйнувати цю орієн­тацію, тому за високої температури феромагнітні речовини втрачають свої магнітні властивості.

Також ферромагнетикам притаманний Ефект Барнета — намагнічування під час обертання навіть у відсутності зовнішнього магнітного поля.

Феромагнетизм виникає в речовинах, у яких як наслідок обмінної взаємодії, спінам електронів вигідно орієнтуватися паралельно. В результаті такої узгодженої орієнтації спінів виникає макроскопічний магнітний момент, який може існувати навіть без зовнішнього магнітного поля. При температурі, яка перевищує певну критичну (температура Кюрі), зумовлене тепловим рухом хаотичне розупорядкування бере гору над обмінною взаємодією й феромагнетик переходить в парамагнітний стан.

Завдяки спін-орбітальній взаємодії орієнтація спінів у неізотропних середовищах не є довільною. Кристали феромагнітних речовин характеризуються так званими осями легкого намагнічення — кристалографічними напрямками, в яких орієнтується магнітний момент феромагнетика при відсутності зовнішнього магнітного поля. У слабкому магнітному полі, якщо його напрямок не збігається з віссю легкого намагнічування, індукований магнітний момент може не збігатися з напрямком магнітного поля. В сильних магнітних полях вплив осі легкого намагнічування повністю придушується.

При температурі, нижчій за температуру Кюрі, магнітні моменти електронів сусідніх атомів у феромагнетику орієнтовані паралельно, проте зазвичай ця орієнтація не поширюється на все тіло. Слабка магнітна взаємодія між окремими сумарними моментами значних областей стає на заваді їхньому зростанню.

Тому феромагнетик розбивається на окремі області повної намагніченості, так звані магнітні домени. Магнітні домени можуть орієнтуватися довільним чином, тому для феромагнетика існує розмагнічений стан. У цьому стані, незважаючи на локальне намагнічення, тіло з феромагнітної речовини не є магнітом. Окрім розмагніченого стану, феромагнітне тіло може перебувати в намагніченому стані, коли переважна кількість доменів має однакову орієнтацію магнітних моментів. Намагнічений стан може зберігатися, коли зовнішнє магнітне поле відсутнє.

АЕРОДИНАМІЧНА ЛЕВІТАЦІЯ |

Вірите в те, що кепки можуть літати? Завдяки нашому експонату «Аеродинамічна левітація» спостерігайте, як невелика куля тримається на струмені повітря. Іноді, звичайно, можна використовувати головний убір замість кулі, але відразу попереджаємо, що його відкидає на інших відвідувачів.

Вивчати роботу цього експоната зручно в парі. На столі, де розташовані дві труби, з яких йде повітряний потік, є два важелі управління трубами.

Кожен може керувати своєю кулею та направляти струмінь повітря в потрібний бік.

Розглянемо, як кульці вдається парити в просторі. У струмені повітря існує динамічний тиск, що діє на сторону предмета, який чинить опір струменю. Також є і звичайний, статичний тиск, менший за зовнішній атмосферний тиск (Закон Бернуллі). Тому кулька й тримається в струмені повітря, навіть якщо її нахилити. Динамічний тиск більший, ніж атмосферний. Саме він і утримує кульку від падіння.

Наведемо ще один цікавий приклад, який стосується Закону Бернуллі. Уявіть, що ви перебуваєте на найбільших гонках швидкісних болідів. Вони мчать один за одним, як метеори. І раптом на дорозі кришка каналізаційного люка злітає в повітря і мчить у бік наступного боліда. Як результат — аварія! Так і сталося в 1990 році під час автоперегонів у Монреалі, що спричинило пожежу й захід довелося зупинити.

У болідів неймовірна аеродинаміка, тому перед кожними гонками зварювальники перевіряють стан люків і приварюють їх. За рахунок ефекту Бернуллі на високій швидкості під днищем утворюється низький тиск, тому кришку запросто може підкинути вгору. Нашої аеродинамічної левітації можете не лякатися, адже кулька утримується на струмені повітря, поки ви не вимкнете експонат. Зможете відчути себе учнем школи Хогвардс, вимовляючи заклинання «Вінгардіум Левіоса», а кулька здійметься в повітря.

На принципі рівняння Бернуллі також працюють пульверизатори, струменеві насоси й автомобільні карбюратори: рідина втягується в потік повітря, тиск в якому нижчий, ніж атмосферний. Відповідно до рівняння Бернуллі, чим вища швидкість потоку, тим менший тиск у ньому.

Ми вже розглянули, як відбувається левітація під час вертикального струменю повітря (аеродинамічна левітація). Існує ще оптична левітація (мікрочастинка в вертикальному лазерному промені). Прикладом акустичної (звукової) левітації може бути експеримент співробітників Токійського університету й Технологічного інституту Нагої, в якому звукові хвилі переміщували частки полістирену діаметром від 0,6 до 2 мм в тривимірному просторі. Існує магнітна левітація, прикладом якої є крапля рідкого діамагнітного (відбувається намагнічування проти напрямку зовнішнього магнітного поля) кисню, що висить між полюсами магніту в створюваному ними неоднорідному полі.

Магнітну левітацію можна спостерігати, якщо надіти на вертикальний олівець два однакових феромагнітних немагнічених кільця. Якщо кільця будуть повернені один до одного різнойменними полюсами, то верхнє кільце паритиме в повітрі. Нагадаємо, феромагнетики — це такі речовини, які (за температури нижчої точки Кюрі) здатні мати намагніченість у відсутності зовнішнього магнітного поля.

Левітації в магнітному полі застосовують і для транспортної сфери. Існує потяг на магнітній подушці, він же — маглев (від англ. Magnetic levitation — «магнітна левітація»). Їх використовують у Німеччині, Китаї, Японії, Південній Кореї. На відміну від звичайних потягів, «магнітні» поїзди не торкаються до поверхні рейок, що виключає тертя і різко збільшує швидкість. Тільки аеродинамічний опір гальмує рух транспорту. Якщо ви літали в літаку, то можете уявити, як з такою самою швидкістю рухається поїзд на магнітній подушці. Мінусами цього нововведення виявилися висока вартість створення й обслуговування колії, можливе електромагнітне забруднення. Про рух за допомогою магнітної левітації говорили вже в ХХ столітті. У 1909 році запропонували вакуумний потяг, перевагою якого була відсутність необхідності долати тертя опори й зустрічний опір повітря.

Це не останнє, про що хотілося б згадати. У 2011 році ізраїльські вчені продемонстрували властивості надпровідників в умовах явища, що позначається як квантове захоплення. Квантова левітація відрізняється від магнітної левітації тим, що об’єкти можуть запам’ятовувати своє минуле становище й пізніше його повторювати.

Поки ми з цікавістю спостерігаємо за ідеями Ілона Маска про використання магнітної подушки й впровадженням у життя його проекту вакуумного поїзда Hyperloop, вдома нам залишається проводити досліди з аеродинамічною левітацією. Під час прибирання в перервах можете провести експеримент з пилососом і тенісним м’ячиком або повітряною кулькою.

Предмети зможуть висіти в потоці повітря, що викидається з труби пилососа: тиск потоку повітря компенсує силу тяжіння (в цьому випадку важливо, щоб потік був вертикальним, а м’ячик перебував у центрі). Можливо, колись ми створимо велику і досить потужну аеродинамічну трубу, в якій буде літати людина.

Загалом природа вже придумала спосіб левітації людини. Для цього згадаємо про силу Архімеда: на тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна або підйомна сила. Наприклад, якщо крапля рідини потрапляє в іншу рідину з такою самою щільністю, то крапля зависне, як в невагомості (зрозуміло, дві рідини не повинні змішуватися). При цьому крапля може бути досить великою. Тіло людини трохи легше, ніж вода, однак, за допомогою важків можна зробити так, що ці щільності зрівняються: в результаті людина буде перебувати під водою в стані невагомості (нібито крапля в описаному досліді). За допомогою цього методу навіть готують майбутніх космонавтів.

Теги: Аеродинамічна левітація, Закон Бернуллі

Музей інтерактивної цікавої науки та наукових відкриттів у Харкові.
Навчальний центр ЛандауЦентр, пл. Свободи, 6, Харків (північний корпус ХНУ імені В. Н. Каразіна)

Расчет индукции продольного магнитного поля при дуговой наплавке

 

Показано, что в настоящее время имеющиеся расчетные методики, позволяющие определить индукцию продольного магнитного поля (ПРМП) под торцом сварочногоэлектрода, обладающего ферромагнитными свойствами, отличаются значительной сложностью. Еще больше усложняется расчетная методика, если не только электрод, но и изделие изготовлены из ферромагнитных материалов. Имеющаяся простая методика для определения индукции ПРМП в этой зоне применима только при использовании немагнитной сварочной проволоки и изделия (пластины). На основе выполненных экспериментов установлено, что, если электрод ферромагнетик, а изделие немагнитное, то индукция под торцом электрода (проволоки Св-08А диаметром 5 мм) возрастает в 7 раз по сравнению с ее значениями, когда электрод не является ферромагнетиком. Если и электрод, и изделие – ферромагнетики, то индукция Bz ПРМП возрастает под торцом электрода в 9 раз.
Это справедливо при дуговой наплавке проволокой Св-08А (ферромагнитной) диаметрами 3 и 4 мм при расстоянии от торца электрода до изделия до 10 мм. Это справедливо также не только при использовании проволоки Св-08А из ферромагнитного материала, но и длядругих проволок, являющихся ферромагнетиками, например, Нп-30ХГСА и Св-08Г2С, которые широко применяют для сварки и наплавки. Показано, что вниз от торца электрода к изделию индукция уменьшается по установленной ранее зависимости. В зоне электродной капли, т.е. на расстоянии 2…3 мм от торца электрода наблюдается хорошая сходимостьрасчетных и экспериментальных данных о величине продольной компоненты индукции ПРМП. Эти данные важны для объяснения поведения электродной капли на торце как немагнитного, так и ферромагнитного электрода при наплавке с воздействием ПРМП. Разработанная расчетная методика предлагается к использованию при дуговой наплавке (сварке) проволокой под флюсом с воздействием управляющих ПРМП.

 

Показано, що в даний час розрахункові методики, що дозволяють визначити індукцію поздовжнього магнітного поля (ПДМП) під торцем зварювального електрода, який має феромагнітні властивості, відрізняються значною складністю. Ще більше ускладнюється розрахункова методика, якщо не тільки електрод, а й виріб виготовлені з феромагнітних матеріалів. Наявна проста методика для визначення індукції ПДМП в цій зоні може бутизастосована тільки при використанні немагнітних зварювального дроту і виробу(пластини). На основі виконаних експериментів встановлено, що, якщо електродферомагнетик, а виріб немагнітний, то індукція під торцем електрода (дроту Св-08Адіаметром 5 мм) зростає в 7 разів в порівнянні з її значеннями, коли електрод не є феромагнетиком. Якщо і електрод, і виріб — феромагнетики, то індукція Bz ПДМП зростає під торцем електрода в 9 разів. Це справедливо при дуговому наплавленні дротом Св-08А(феромагнітним) діаметрами 3 і 4 мм при відстані від торця електрода до виробу до 10 мм.Це справедливо також при використанні не тільки дроту Св-08А з феромагнітного матеріалу, але і для інших дротів, які є феромагнетиками, наприклад, Нп-30ХГСА та Св-08Г2С, що широко застосовують для зварювання і наплавлення. Показано, що вниз від торцяелектрода до виробу індукція зменшується за встановленою раніше залежністю. У зоніелектродної краплі, тобто на відстані 2…3 мм від торця електрода спостерігається хороша збіжність розрахункових і експериментальних даних про величину поздовжньої компоненти індукції ПДМП. Ці дані важливі для пояснення поведінки електродної краплі наторці як немагнітного, так і феромагнітного електрода при наплавленні з дією ПДМП. Розроблена розрахункова методика пропонується до використання при дуговому наплавленні (зварюванні) дротом під флюсом з дією керуючих ПДМП.

 

It is shown that currently available calculational methods, allowing to determine the induction of longitudinal magnetic field (LMF) under the end of the welding electrode, which has ferromagnetic properties, are of considerable complexity. The calculation procedure becomes even more complicated, if not only the electrode, but also the product are made of ferromagnetic materials. The available simple method for determining the induction of the LMF in this zone is applicable only when using non-magnetic welding wires and products (plates). On the basis of the experiments performed, it was found that if the electrode is a ferromagnet and the product is nonmagnetic,that the induction under the electrode end (wire Sv-08A with a diameter of 5 mm) increases by 7 times compared with its values when the electrode is not a ferromagnet. If both theelectrode and the product are ferromagnets, then the LMF induction Bz increases under theelectrode end 9 times. This is true when arc surfacing with wire Sv-08A (ferromagnetic) with diameters of 3 and 4 mm with a distance from the electrode end to the product up to 10 mm. This is also true when using not only Sv-08A wire made of ferromagnetic material, but also for other wires that are ferromagnetic, for example, Нп-30HGSA and Sv-08G2S, which are widely used for welding and surfacing. It is shown that down from the electrode end to the product, the induction decreases according to the previously established dependence., there is a good convergence of the calculated and experimental data on the longitudinal component magnitude of the induction LMF in the electrode drop area, i. e. at a distance of 2…3 mm from the electrode end. These data are important for explaining the behavior of an electrode droplet at the end of both a nonmagnetic and ferromagnetic electrode during surfacing with the LMF action. The developed calculation method is proposed for use in submerged arc surfacing (welding) with wire under flux with the control LMF action.

 

Речовина в магнітному полі — SNAU

Речовина в магнітному полі.

План

1. Магнітні властивості речовини. Діа-пара-феромагнетіки.

2. Гістерезис у феромагнетиках.

1. Магнітні властивості речовини. Діа-пара-феромагнетіки.

Розглянемо дію середовища (речовини) на магнітне поле. Досвід та теорія вказують на те, що всі речовини, які розміщені в магнітному полі, отримують магнітні властивості, тобто намагнічуються.

При цьому одні речовини послаблюють зовнішнє поле, а інші його підсилюють.

Діамагнетики — це речовини, які послаблюють зовнішнє магнітне поле.

Парамагнетики – це речовини, які підсилюють зовнішнє магнітне поле.

Феромагнетики – це речовини з класу пара магнетиків, які дуже сильно (в (1000 – і) разів підсилюють зовнішнє магнітне поле.

Більшість речовин – діамагнетики: фосфор, сірка, ртуть, вуглець, метали – вісмут, золото, срібло, мідь та ін.

До парамагнетиків відносяться деякі гази — кисень, азот, метали –алюміній, вольфрам, платина та ін.

До феромагнетиків відносяться: залізо, кобальт, нікель, гадоліній та диспрозій, а також сплави та оксиди цих металів та марганцю і хрому.

Фізична причина пара-, діа — та феромагнетизму виглядає таким чином:

В атомах та молекулах кожної речовини існують колові струми, які утворені орбітальним рухом електронів довкола ядер – орбітальні струми.

Кожному орбітальному струму відповідає свій магнітний момент; до того ж електрони ще мають власний спіновий магнітний момент; також власний магнітний момент мають ядра атомів.

Магнітний момент атома (молекули) – це геометрична сума орбітальних, спінових моментів електронів, а також власного магнітного моменту ядра.

У діамагнетиків сумарний магнітний момент дорівнює нулю.

Проте під дією зовнішнього магнітного поля у цих речовин індукується магнітний момент, який спрямовується проти зовнішнього поля; діамагнітне середовище намагнічується та послаблює зовнішнє поле.

У парамагнетиків завжди існує нескомпенсований власний магнітний момент; зовнішнє поле повертає атоми парамагнетиків так, що магнітні моменти орієнтуються по полю, хоча цьому утворює перепони тепловий рух часток; внаслідок магнітної орієнтації парамагнетики утворюють власне поле, яке підсилює зовнішнє магнітне поле.

Отже, внаслідок заповнення середовища речовиною, результуюча напруженість магнітного поля в цьому середовищі змінюється і становить величину: , де: ∆Н – напруженість поля, яке утворює сама речовина.

Цей вираз можна записати у такому вигляді: де: μ – відносна магнітна проникність середовища, або просто магнітна проникність.

Μвак.=1; μдіам.<1; μпарам.>1; μфером>>1; μповітря ≈ μвак.

Для феромагнетиків: μСо — 100…180; μNi – 200…300; μсталі = 10000…20000.

;

У феромагнетиків магнітна проникність не є величиною сталою; вона залежить від напруженості зовнішнього (намагнічуючого) поля: Спочатку μ дуже швидко зростає, а потім зменшується, наближаючись у дуже сильних магнітних полях до μ=1.

Магнітна індукція у феромагнетиків не пропорційна напруженості зовнішнього поля.

Спочатку індукція швидко сягає Вmax, а потім повільно зростає пропорційно зміні напруженості поля Н. Залежність μ та В від Н була досліджена вперше в 1872 р. А. Г.Столєтовим.

2. Гістерезис у феромагнетиках.

Розглянемо цікаву залежність індукції магнітного поля у феромагнетику від напруженості зовнішнього магнітного поля, коли напруженість може змінювати знак.

Спочатку феромагнетик під дією зовнішнього магнітного поля буде намагнічуватися вздовж кривої (0…1) до стану насичення →(·):.

Якщо потім напруженість зовнішнього поля поступово буде зменшуватися, то індукція В теж буде зменшуватися, але не до нуля, а до остаточної

Магнітної індукції . Щоб повністю розмагнітить феромагнетик треба створити зовнішнє поле з напруженістю протилежним за початковий напрямам: Н=-Нкр. (коерцитивна сила).

Коерцитивна сила – це значення напруженості зовнішнього поля, яке необхідно створити для повного розмагнічування феромагнетика.

Якщо далі збільшувати напруженість зовнішнього поля у протилежному напрямі, то феромагнетик симетрично пере намагнітиться:

Далі феромагнетик можна знову розмагнітить при +Нкр; та намагнітить до +Bmax при +Hmax. Таким чином феромагнетику властиве явище гістерезиса.

Гістерезис(магнітний) — це фізичне явище відставання зміни магнітної індукції від зміни напруженості зовнішнього (намагнічуючого) магнітного поля.

Замкнена крива в координатах Називається петлею гістерезиса.

Площа петлі гістерезисна характеризує роботу, яку витрачає зовнішнє поле на одноразове перемагнічування феромагнетика. Ця робота виділяється у феромагнетику у вигляді тепла.

Отже, щоб запобігти великим втратам на перемагнічування феромагнетика (наприклад, для магніто проводів трансформаторів або двигунів змінного струму), треба використовувати матеріали з малою площею петлі гістерезиса – магніто–м‘які матеріали (у них мале значення коерцитивної сили). Для виготовлення сталих магнітів, навпаки, потрібні магніто-жорсткі матеріали з великим значенням коерцитивної сили.

У всіх феромагнетиків існує температура втрати магнітних властивостей – точка Кюрі. У заліза: Ткюрі=1043К, у нікеля: Ткюрі=633К.

При температурі T>ТКюрі феромагнетик стає звичайним парамагнетиком з μ≈1.

Незвичайні властивості феромагнетиків пов‘язані з існуванням в їх внутрішній структурі значних за об‘ємом дільниць самовільно намагнічених до насичення – доменів. Лінійні розмірі доменів –до 10-2мм. В межах одного домена всі магнітні моменти орієнтовані однаково. Проте без зовнішнього поля в цілому феромагнетик не має магнітних властивостей, зовнішнє поле повертає всі домени в одному напрямі; тепловий рух не в змозі дезорієнтувати такі великі утворення як домени; тільки при температурі, вищій за точку Кюрі тепловий рух порушує магнітну орієнтацію всередині самих доменів, внаслідок чого феромагнетик перетворюється на парамагнетик.

Получение и магнито-электронные свойства ван-дер-ваальсовых ферромагнитных пленок Cr4Te5

Использование двухмерных ван-дер-ваальсовых (2D vdW) ферромагнитных материалов при комнатной температуре всегда является важной и ценной работой. Однако реальное количество удовлетворительных материалов с собственным ферромагнетизмом очень ограничено. Здесь было подтверждено, что двумерные слоистые эпитаксиальные пленки Cr 4 Te 5 , полученные методом импульсного лазерного осаждения, сохраняют состояние ферромагнитного упорядочения до 300 K. Мы находим, что пленки Cr 4 Te 5 могут легко достичь эпитаксиального роста вдоль одной ориентации гексагонального Al 2 O 3 9006 Однако, что касается кубических SrTiO 3 (001) и слюдяных подложек с многофазной структурой, пленки Cr 4 Te 5 демонстрируют только одноосный рост вместо эпитаксиального. На основе исследования электронного транспорта в металлическом режиме установлено, что взаимодействие электрон-магнонного рассеяния существует только в области более низких температур.Наша работа делает двумерные кристаллы vdW Cr 4 Te 5 очень перспективным материалом для разработки практических наноустройств спинтроники.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент. .. Что-то пошло не так. Попробуй снова?

Разбавление позиций Ce в ферромагнитной решетке Кондо CeRh$_6$Ge$_4$

КОНДЕНСИРОВАННОЕ ВЕЩЕСТВО: ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ, МАГНИТНЫЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА |

Разведение Ce-сайтов в ферромагнитной решетке Кондо CeRh$_6$Ge$_4$

JIA-CHENG XU 1 , Hang SU 1 , Rohit Kumar 1 , Shuai-Shuai Luo 1 , Zhi-Yong Nie 1 , Wang 1 , Feng du 1 , Руи Ли 1 , Майкл Смидман 1,2 и Хуэй-Цю Юань 1,2,3*
1 Центр коррелированных веществ и факультет физики Чжэцзянского университета, Ханчжоу 310058, Китай
2 Ключевая лаборатория квантовых технологий и устройств провинции Чжэцзян, факультет физики, Чжэцзянский университет, Ханчжоу 310058, Китай
3
Государственная ключевая лаборатория кремниевых материалов, Чжэцзянский университет, Ханчжоу 310058, Китай
Процитируйте эту статью:   
Цзя-Ченг Сюй, Ханг Су, Рохит Кумар и др. 2021 Chin.физ. лат. 38 087101
Abstract Ферромагнетик с тяжелыми фермионами CeRh$_6$Ge$_4$ является первым примером чистой стехиометрической системы, в которой ферромагнитный переход может непрерывно подавляться гидростатическим давлением до квантовой критической точки.Чтобы выявить результат, когда магнитная решетка CeRh$_6$Ge$_4$ разбавляется немагнитными атомами, в этом исследовании представлены всесторонние измерения физических свойств как монокристаллических, так и поликристаллических образцов La$_x$Ce$. _{1-x}$Rh$_6$Ge$_4$. С ростом $x$ температура Кюри уменьшается, и при $x > 0,25$ перехода не наблюдается, в то время как система эволюционирует от когерентного поведения решетки Кондо при малых $x$ к кондо-примесному сценарию при больших $x$. Кроме того, в широком диапазоне допирования наблюдается неферми-жидкостное поведение, что хорошо согласуется с неупорядоченной моделью Кондо при $0,52 \leq x \leq 0,66$, а в окрестности $x_{\rm c} обнаруживается странное металлическое поведение. = 0,26$.
Получено: 18 июня 2021 г. Предложение редакции Опубликовано: 02 августа 2021 г.
Фонд: При поддержке Национального фонда естественных наук Китая (Грант No.12034017 и 11974306), Национальная ключевая программа R$\&$D Китая (гранты № 2017YFA0303100 и 2016YFA0300202) и Ключевая программа R$\&$D провинции Чжэцзян, Китай (грант № 2021C01002).
99 1161
[1] [1] [1] [1] [1] Si Q M и Steglich F 2010 Наука 329 1161
[2] [2] GEGENWART P, SI Q M и Steglich F 2009 NAT. физ. 4 186
[3] Chen Y, Weng Z F, Smidman M, Lu X и ​​Yuan H Q 2016 Chin. физ. B 25 077401
[4] Smidman M, Shen B, Guo C Y, Jiao L, Lu X и ​​Yuan H Q 2019 Chin. физ. B 28 017106
[5] Xia X B, Shen B, Smidman M, Chen Y, Lee H и Yuan H Q 2018 Chin. физ. лат. 35 067102
[6] Xie W, Shen B, Zhang Y J, Guo CY, Xu J C, Lu X и ​​Yuan H Q 2019 Acta Phys.Грех. 68 177101 (на китайском языке)
[7] Thompson J D 2011 Proc. Натл. акад. науч. USA 108 18191
[8] Kumar P and Vidhyadhiraja N S 2014 Phys. Rev. B 90 235133
[9] Lawrence J M, Graf T, Hundley M F, Mandrus D, Thompson J D, Lacerda A, Torikachvili M S, Sarrao J L, and Fisk Z 0 1996 Phys. B 53 12559
[10] Пикуль А.П., Штоккерт Ю., Степпке А., Цихорек Т., Хартманн С., Карока-Каналес Н., Эшлер Н., Брандо М., Гейбель С. и Стеглич Ф. 20 Физ.Преподобный Летт. 108 066405
[11] Пикуль А.П., Гейбель С., Эшлер Н., Маковей М.Е., Карока-Каналес Н., Стеглич Ф. 2010 Phys. Status Solidi (b) 247 691
[12] Pagliuso PG, Moreno NO, Curro NJ et al. 2002 Физ. B 66 054433
[13] Shen B, Zhang Y J, Komijani Y et al. 2020 Природа 579 51
[14] Wang A, Du F, Zhang Y J et al. 2021 Науч. Бык. 66 1389
[15] Wu Y, Zhang Y J, Du F et al. 2021 Физ. Преподобный Летт. 126 216406
[16] Shu JW, Adroja DT, Hillier AD et al. 2021 arXiv:2102.12788v1 [cond-mat.str-el]
[17] Voßwinkel D, Niehaus O, Rodewald UC, and Pöttgen R 2012 Z. Naturforsch. B 67 1241
[18] Buschmann R and Schuster H U 1991 Z.Натурфорш. B 46 699
[19] Bauer E 1991 Доп. физ. 40 417
[20] Cox D L and Grewe N 1988 Z. Phys. Б: Конденсирует. Matter 71 321
[21] Ōnuki Y, Shimizu Y, Nishihara M, Machii Y, and Komatsubara T 1985 J. Phys. соц. Япония. 54 1964
[22] Lee J, Rabus A, Coutts C, and Mun E 2019 Phys.B 99 045135
[23] Nozieres P 1974 J. Низкотемпературный. физ. 17 31
[24] Oliveira L N and Wilkins J W 1981 Phys. Преподобный Летт. 47 1553
[25] Miranda E, Dobrosavljevic V, and Kotliar G 1996 J. Phys.: Condens. Matter 8 9871
[26] De Andrade MC, Chau R, Dickey RP et al. 1998 Физ. Преподобный Летт. 81 5620
Просмотрено
Полный текст


Аннотация

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

dz2 Орбитали, опосредованные связанными магнитными поляронами в наночастицах BaTiO3, легированных ферромагнитным церием, и его сечение обогащенного двухфотонного поглощения

4044 |Phys.хим. хим. Phys., 2019, 21, 4032—4045 Этот журнал ©Общества владельцев 2019

6 С. Чикада, Т. Кубота, А. Хонда, С. Хигай, Ю. Мотоёси,

Н. Вада и К. Shiratsuyu, J. Appl. Phys., 2016, 120, 142122.

7 A. Raeliarijaona and H. Fu, Phys. Rev. B, 2017, 96, 144431.

8 D. Cao, M.Q. Cai, Y. Zheng and W.Y. Hu, Phys. хим. хим.

Phys., 2009, 11, 10934–10938.

9 D.P.Dutta, M.Roy, N.Maiti and A.K.Tyagi, Phys. хим.

Хим.физ., 2016, 18, 9758–9769.

10 A. R. Albuquerque, A. Bruix, I. M. G. Santos, J. R. Sambranound

и F. Illas, J. Phys. хим. С, 2014, 118, 9677–9689.

11 G. A. Babu, G. Ravi, T. Mahalingam, M. Navaneethan,

M. Arivanandhan and Y. Hayakawa, J. Phys. хим. C,

2014, 118, 23335–23348.

12 П. Моханаприя, Р. Прадипкумар, Н. В. Джая и

Т. С. Натараджан, заявл. физ. Lett., 2014, 105, 022406.

13 М. Ник, Дж.Szeremeta, D. Wawrzynczyk and M. Samoc,

J. Phys. хим. С, 2014, 118, 17914–17921.

14 H. S. Quah, V. Nalla, K. C. Zheng, A. Lee, X. Liu и

J. J. Vittal, Chem. мат., 2017, 29, 7424–7430.

15 O. Rousseau, R. Weil, S. Rohart and A. Mougin, Sci. Rep.,

2016, 6, 23038.

16 R. E. Cohen, Nature, 1992, 358, 136–138.

17 C.N.Berglund and H.J.Braun, Phys. Rev., 1967, 164,

790–799.

18 Б. А.Weschler and M.B. Klein, J. Opt. соц. Являюсь. Б, 1988, 5,

1711–1723.

19 Д. Н. Никогосян, Нелинейные оптические кристаллы: полный обзор

, Springer Science, New York, 2005.

20 П. Сентхилкумар, С. Дханускоди, М. Мунисваран, Н.В. , J. Appl. Phys.,

2018, 123, 244101.

21 P. Senthilkumar, S. Dhanuskodi, A.R. Thomas and

R. Philip, Mater. Рез. Экспресс, 2017, 4, 085027.

22 B. Sarkar, K. Chakrabarti, K. Das and S.K.De, J. Phys. D:

Заяв. Phys., 2012, 45, 505304.

23 A. Iwaszuk and M. Nolan, J. Phys. хим. C, 2011, 115,

12995–13007.

24 М. Шейк-Бахае, А. Саид, Т. Х. Ве, Д. Дж. Хаган и

Э. В. Ван Стриланд, IEEE J. Quantum Electron., 1990, 26(4),

760–769.

25 K. C. Verma and R. K. Kotnala, Phys. хим. хим. Phys.,

2016, 18, 5647–5657.

26 Дж.Дханалакшми, С. Ийяпушпам, С. Т. Нишанти,

, М. Маллигавати и Д. Патинеттам Падиян, Adv. Нац.

Науч.: нанонауч. Nanotechnol., 2017, 8, 015015.

27 S. Fuentes, N. Barraza, E. Veloso, R. Villarroel and J. Llanos,

J. Alloys Compd., 2013, 569, 52–57.

28 A.K. Rana, Y. Kumar, P. Rajput, S. N. Jha, D. Bhattacharyya

и P.M. Shirage, ACS Appl. Матер. Интерфейсы, 2017, 9,

7691–7700.

29 Д. Канг, Г.Wang, Y. Huang, P. Jiang and X. Huang, ACS

Appl. Матер. Интерфейсы, 2018, 10(4), 4077–4085.

30 В. Ли, Р. Чжао, Л. Ван, Р. Тан, Ю. Чжу, Дж. Х. Ли, Х. Цао,

Т. Цай, Х. Го, К. Ван, Л. Линг, Л. Pi, K. Jin, Y. Zhang,

H. Wang, Y. Wang, S. Ju and H. Yang, Sci. респ., 2013, 3, 1–6.

31 J. Wang, Z. Wang, B. Huang, Y. Ma, Y. Liu, X. Qin, X. Zhang

и Y. Dai, ACS Appl. Матер. Интерфейсы, 2012, 4, 4024–4030.

32 В. Кумар, О.M. Ntwaeaborwa, T. Soga, V. Dutta and

HC Swart, ACS Photonics, 2017, 4, 2613–2637.

33 Д. П. Датта, Б. П. Мандал, Э. Абдельхамид, Р. Найк и

А. К. Тьяги, Dalton Trans., 2015, 44, 11388–11398.

34 H. Tan, Z. Zhao, W. Zhu, E. N. Coker, B. Li, M. Zheng, W. Yu,

H. Fan and Z. Sun, ACS Appl. Матер. Интерфейсы, 2014, 6,

19184–19190.

35 Г. Р. Дилип, А. Н. Банерджи, В. К. Анита, Б. Д. П. Раджу,

С. В.Joo and B.K. Min, ACS Appl. Матер. Интерфейсы, 2016, 8,

5025–5039.

36 D. Channei, B. Inceesungvorn, N. Wetchakun, S. Ukritnukun,

A. Nattestad, J. Chen and S. Phanichphant, Sci. Rep., 2014,

4, 5757.

37 M. Nasir, Z. Xi, M. Xing, J. Zhang, F. Chen, B. Tian and

S. Bagwasi, J. Phys. хим. С, 2013, 117, 9520–9528.

38 S. Ramakanth and K.C.J. Raju, J. Appl. Phys., 2014,

115, 173507.

39 С.Anandan and M. Miyauchi, Phys. хим. хим. Phys.,

2011, 13, 14937–14945.

40 M. Borah and D.R. Mohanta, J. Appl. Phys., 2012, 112, 124321.

41 H. Khan and I.K. Swati, Ind. Eng. хим. рез., 2016, 55,

6619–6633.

42 Y.D. Iorio, M.E. Aquirre, M.A. Brusa and M.A. Grela,

J. Phys. хим. С, 2012, 116, 9646–9652.

43 T.D. Dunbar, W.L. Warren, B.A. Tuttle, C.A. Randall and

Y. Tsur, J. Phys. хим.Б, 2004, 108(3), 908–917.

44 С. Индерджит, Л. Катарина, К. Амриш и М.Е. Рафаэль,

Наномасштаб, 2015, 7, 19250–19258.

45 X. Xu, C. Xu, J. Dai, J. Hu, F. Li and S. Zhang, J. Phys.

Хим. С, 2012, 116, 8813–8818.

46 K.C. Verma and R.K. Kotnala, Mater. Рез. Express, 2016,

3, 055006.

47 B. Deka and S. Ravi, J. Supercond. Роман Маг., 2018, 31,

1427–1433.

48 Б. Сантара, П. К. Гири, К.Имакита и М. Фуджи, Nanoscale,

2013, 5, 5476–5488.

49 B. Santra, P.K. Girl, S. Dhara, K. Imakita and M. Fujii,

J. Phys. Д: заявл. Phys., 2014, 47, 235304.

50 B. Bhushan, Z. Wang, J.V. Tol, N.S. Dalal, A. Basumallick,

N.Y. Vasantacharya, S. Kumar and D. Das, J. Am. Керам.

Соц., 2012, 95(6), 1985–1992.

51 Б. Дж. Саркар, А. К. Деб и П. К. Чарабарти, RSC Adv., 2016,

6, 6395–6404.

52 С.Ramakanth, S. Hamad, S. Venugopal Rao and KC James

Raju, AIP Adv., 2015, 5, 057139.

53 S. Phokha, J. Klinkaewnarong, S. Hunpratub, K. Boonserm,

E. Swatsitang и S. Maensiri, J. Mater. наук: матер. электрон.,

2016, 27, 33–39.

54 Y. Shuai, S. Zhou, D. Burger, H. Reuther, I. Skorupa, V. John,

M. Helm and H. Schmidt, J. Appl. Phys., 2011, 109, 084105.

55 J.M.D. Coey, M. Venkatesan and C.B. Fitzgerald, Nat.

Матер., 2005, 4, 173–179.

56 М. А. Рахман, С. Раут, Дж. П. Томас, Д. Макгилливрей и

К. Т. Леунг, Дж. Ам. хим. Соц., 2016, 138, 11896–11906.

57 G. Niu, E. Hildebrandt, MA Schubert, F. Boscherini,

MH Zoellner, L. Alff, D. Walczyk, P. Zaumseil, I. Costina,

PCCP Paper

Carl Patton – Department of Физика

Магнетизм и магнитные материалы

 Магнетическая лаборатория занимается множеством фундаментальных и прикладных проблем, которые варьируются от фундаментального понимания магнитного порядка до изучения материалов и структур устройств для памяти и высокочастотных приложений. В настоящее время основное внимание уделяется возбуждению микроволновых и миллиметровых волн, нелинейным процессам, тонким пленкам и ферритовым материалам. Эта исследовательская деятельность была поддержана многочисленными правительственными агентствами и промышленными спонсорами, такими как Национальный научный фонд, Армейское исследовательское управление, Управление военно-морских исследований, ВВС (RADC), НАСА, НАТО, IREX, Rockwell International, Seagate, Honeywell, Verbatim, TRW, Ampex, Westinghouse, Pacific Ceramics и Northrop Grumman. Группа имеет международный характер, в нее входят нынешние и бывшие студенты-исследователи и приглашенные ученые из Болгарии, Китая, Англии, Германии, Индии, Ирака, Италии, Японии, Мексики, Пакистана, России, Словакии, Швейцарии и Украины, а также из США.

Фундаментальные исследования магнетизма проводились в таких различных областях, как динамика доменных стенок в тонких пленках, влияние химического ближнего и дальнего атомного порядка на магнитное состояние систем с конкурирующим ферромагнитным и антиферромагнитным порядком, наклон спина в ферритах с немагнитным замещением , микроволновые релаксационные процессы в ферромагнитных тонких пленках, механизмы микроволновых потерь в ферритах, нелинейная динамика в магнитных системах, магнетизм в спиновых стеклах, бриллюэновское рассеяние света на магнитных возбуждениях, гигантское магнитосопротивление в тонкопленочных сэндвичах, микроволновые солитоны магнитной оболочки в тонких пленках, составные магнето -электрические материалы и феррито-сегнетоэлектрические гетероструктуры. Прикладные исследования были связаны с изучением магнетизма лунного грунта, микроструктуры ферритов, магнитных пленок для перпендикулярной записи и хранения с высокой плотностью, металлических порошков для применения в качестве поглотителей, новых материалов для применения в миллиметровых волнах, микроволновых солитонных тонкопленочных устройств и эффектов повреждения поверхности в записи головных материалов.

Доступные позиции

Приветствуются запросы от старших ученых, заинтересованных в посещении творческих отпусков или других визитов, недавно получивших докторскую степень.D. ученые, заинтересованные в постдокторских должностях, и будущие аспиранты, интересующиеся исследованиями в области магнетизма.

Программа «Магнетизм и магнитные материалы» предлагает возможности для творческих фундаментальных и прикладных исследований, продуктивной работы с международной командой студентов и ученых, индивидуальных достижений и командной работы для достижения целей проекта, архивных публикаций, участия в международных конференциях и взаимодействия с учеными и инженерами в основные и прикладные магнетики со всего мира.

Поддержка текущих исследований

Новые магнитные материалы и явления для устройств обработки радиолокационных и микроволновых сигналов — объемные и тонкопленочные ферриты и металлические тонкие пленки, Управление военно-морских исследований

Гигагерцовые электромагнитные волны и устройства для передовой связи на поле боя, Исследовательское бюро армии США [Мультиуниверситетская исследовательская инициатива (MURI), компонент CSU]

Феррит-сегнетоэлектрические композиционные объемные и тонкопленочные материалы для устройств СВЧ и миллиметрового диапазона, перестраиваемых электрическим полем.Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA) — Исследовательский офис армии США

Разработка системы ферромагнитного резонанса миллиметровых волн и сотрудничество с AMFer, Университет Айдахо

Разработка системы ферромагнитного резонанса миллиметровых волн и сотрудничество с AMFer, Университет Айдахо

Линейная и нелинейная динамика прецессии и потери спиновых волн в головках и материалах среды, Консорциум индустрии хранения информации

Избранные публикации
  • Т. Герритс, П. Кривосик, М. Л. Шнайдер, К. Э. Паттон и Т. Дж. Сильва, «MOKE-NLFMR — прямое обнаружение нелинейного ферромагнитного резонанса в тонких пленках с помощью магнитооптического эффекта Керра», Phys. Преподобный Летт. 98, 207602 с 1 по 4 (2007).
  • Дж. Дас, С. С. Каларикал, К. С. Ким и Карл Э. Паттон, «Фундаментальные магнитные свойства и структурные последствия для нанокристаллических тонких пленок Fe-Ti-N», Phys. Ред. B75, 094435 с 1 по 11 (2007 г.).
  • П. Кривосик, Н. Мо, С. Каларикал и С. Э.Паттон, «Гамильтоновский формализм для двухмагнонного рассеяния микроволновой релаксации — теория и приложения», J. Appl. физ. 101, 083901 с 1 по 13 (2007 г.).
  • . Смит К.Р., Васючка В.И., Ву М., Мелков Г.А., Паттон С.Е. Клонирование и захват магнитостатических импульсов спиновых волн с помощью параметрической накачки // Физ. Ред. B76, 054412 с 1 по 6 (2007 г.).
  • М. Ву и Карл Э. Паттон, «Экспериментальное наблюдение добросовестного повторения Ферми-Паста-Улама в нелинейной кольцевой системе», Phys. преп.лат. 98, 047202-1-4 (2007).
  • Н. Мо, Дж. Дж. Грин, П. Кривосик и С. Э. Паттон, «Эффективная ширина линии микроволнового излучения в низком поле в поликристаллических ферритах», J. Appl. физ. 101, 023914-1–10 (2007).
  • Олсон Х.М., Кривосик П., Сирнивасан К., Паттон С.Е. Насыщение ферромагнитного резонанса и процессы нестабильности спиновых волн Зуля второго порядка в тонких пленках пермаллоя // J. Appl. физ. 102, 023904 с 1 по 12 (2007 г.).
  • М. Ву, П. Кривосик, Б. А. Калиникос и К.Э. Паттон, «Случайная генерация когерентных уединенных волн из некогерентных волн», Rev. Lett. 96, 227202-1-4 (2006).
  • Ву М., Калиникос Б.А., Карр Л.Д., Паттон С.Е. Наблюдение фракталов солитонов спиновых волн в кольцах активной обратной связи магнитной пленки // Физ. Преподобный Летт. 96, 187202-1–5 (2006).
  • Каларикал С.С., Кривосик П., Паттон К.Е., Шнайдер М.Л., Кабос П., Сильва Т.Дж., Нибаргер Дж.П., «Ширина линии ферромагнитного резонанса в металлических тонких пленках – сравнение методов измерения», Дж. заявл. физ. 99, 093909 1-7 (2006).

Неупорядоченное ферромагнитное состояние в гексагональном высокоэнтропийном сплаве Ce-Gd-Tb-Dy-Ho

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Неупорядоченное ферромагнитное состояние в гексагональном высокоэнтропийном сплаве Ce-Gd-Tb-Dy-Ho

Вртник, С. ; Лужник, Дж. ; Кожель, П. ; Джелен, А. ; Лузар, Дж. ; Ягличич, З. ; Меден, А. ; Feuerbacher, M.FZJ* ; Долиншек Й. (ответственный автор)

2018
ScienceDirect Амстердам [u.а.]

Эта запись в других базах данных:  

Пожалуйста, используйте постоянный идентификатор в цитатах: doi:10.1016/j.jallcom.2018.01.331

Реферат: Гексагональные высокоэнтропийные сплавы (ВЭС) на основе редкоземельных элементов (РЗЭ), содержащие элементы из тяжелой половины ряда РЗ (от Gd до Lu), рассматриваются как прототипы идеальных ВЭС, смешения с совершенно случайным распределением элементов на почти неискаженной гексагональной плотноупакованной (ГПУ) решетке. Здесь мы представляем исследование гексагонального ВЭС Ce-Gd-Tb-Dy-Ho (сокращенно HEA-Ce), в котором легкий редкоземельный элемент Ce сплавляется с четырьмя тяжелыми редкоземельными элементами. Поскольку все бинарные энтальпии смешения Ce с этими элементами равны нулю, можно также ожидать случайного смешения элементов и идеального твердого раствора. Вопреки ожиданиям, в ВЭА-Хе формируется двухфазная структура, состоящая в основном из ГПУ-матрицы и ромбоэдрических выделений, занимающих значительную часть объема образца, причем обе фазы имеют очень близкий состав.«Идеальность» твердого раствора ВЭА-Се, скорее всего, скомпрометирована тем фактом, что кристаллическая структура Се отличается от структур других элементов. Выполняя измерения магнитных свойств, удельной теплоемкости и удельного электрического сопротивления в магнитном поле, мы определили магнитное состояние ВЭА-Ce. Дальнеупорядоченные периодические магнитные структуры не образуются (как в гексагональных ВЭС, содержащих только тяжелые РЗЭ), но магнитная структура распадается на ферромагнитно (ФМ) поляризованные спиновые домены, распределенные по размерам, которые хаотически ориентируются в нулевом поле. .Магнитоупорядоченное состояние ВЭА-Ce можно описать как неупорядоченное ФМ-состояние с термодинамическим ФМ-фазовым переходом 2-го рода при 140 К. Введение Се не дало каких-либо явлений, исключительных для Се-содержащих сплавов. и соединения (смешанная валентность, тяжелые фермионы, нетрадиционная сверхпроводимость).


Содействующий(е) институт(ы):
  1. Mikrostrukturforschung (PGI-5)
Исследовательская программа (ы):
  1. 143 — Управление явлениями, основанными на конфигурации (POF3-143) (POF3-143)

Появляется в научном отчете 2018 г.
Охват базы данных:
; Список основных журналов Clarivate Analytics; Текущее содержание — физические, химические науки и науки о Земле; Академический поиск Эбско; ЕСЛИ

Как ведут себя электроны в квантовом критическом ferr

изображение: Фазовая диаграмма давление-температура тяжелого фермионного ферромагнетика CeRh6Ge4. посмотреть больше 

Авторы и права: © Science China Press

При классическом фазовом переходе второго рода системы конденсированного состояния приобретают дальний порядок при охлаждении ниже температуры перехода, а свойства вблизи перехода определяются тепловыми флуктуациями. Это поведение уже давно объясняется теорией фазовых переходов Ландау, которая приводит к понятию универсальности, согласно которому системы с очень разными микроскопическими составляющими демонстрируют определенное универсальное макроскопическое поведение, близкое к фазовому переходу.Однако некоторые системы конденсированного состояния можно настроить так, чтобы фазовый переход подавлялся до нулевой температуры в квантовой критической точке (ККТ), где поведение больше не определяется тепловыми флуктуациями, а квантовыми флуктуациями, возникающими как следствие принципа неопределенности Гейзенберга. .

Тяжелые фермионные системы представляют собой металлические материалы, состоящие как из решетки хорошо локализованных неспаренных электронов (обычно 4f- или 5f-электронов), так и из моря электронов проводимости. Они идеально подходят для изучения квантовых критических точек, поскольку существует тонкий баланс между магнитными взаимодействиями, которые приводят к упорядоченной структуре магнитных моментов, и запутанностью между спинами локализованных электронов и электронов проводимости, которая гасит магнитные моменты. Применяя давление или магнитные поля к системам с тяжелыми фермионами, экспериментаторы могут регулировать баланс между этими взаимодействиями и, следовательно, они могут подавлять переход в магнитоупорядоченную фазу до более низких температур, в конечном итоге достигая квантовой критической точки при нулевой температуре.

Квантовые критические точки, достигаемые при подавлении антиферромагнитного перехода, в течение многих лет были важной отправной точкой для изучения новой физики. Это включает в себя необычные фазы материи, такие как магнитная сверхпроводимость, а также нарушение поведения ферми-жидкости, а это означает, что электронные возбуждения больше не соответствуют возбуждениям жидкости электронов, а вместо этого существует «странный металл», в котором физические величины, такие как поскольку удельное электрическое сопротивление и теплоемкость демонстрируют необычную температурную зависимость. Такое странное поведение металла встречается в нескольких различных классах квантовых материалов и считается, что оно тесно связано с высокотемпературной сверхпроводимостью купратных сверхпроводников.

С другой стороны, квантовые критические точки обычно не обнаруживаются при подавлении ферромагнитного перехода, и теоретически предсказывалось, что они не возникают в чистых ферромагнитных материалах без беспорядка. Вместо этого попытка подавить ферромагнитный переход приводит либо к резкому исчезновению магнитного порядка первого рода, либо к изменению основного магнитного состояния.Недавно профессор Юань и его команда из Центра коррелированных веществ Чжэцзянского университета опровергли этот преобладающий консенсус, обнаружив, что приложение давления может плавно подавлять ферромагнитный порядок в чистой системе тяжелых фермионов CeRh6Ge4 до нулевой температуры, достигая ферромагнитного кванта. критическая точка (B. Shen et al., Nature 579, 51 (2020)). Они герметизировали высококачественные монокристаллы CeRh6Ge4 и измерили удельное электрическое сопротивление и теплоемкость при очень низких температурах до 40 мК, чтобы проследить судьбу ферромагнитного перехода с давлением. При приложении давления 0,8 ГПа было обнаружено, что ферромагнитный переход полностью подавляется, а вместо него обнаруживается фаза «чужого металла» с линейной температурной зависимостью удельного сопротивления и логарифмической расходимостью коэффициента теплоемкости (рис. 1), поведение которых очень похоже на поведение купратных сверхпроводников.

Чтобы выявить происхождение этого неожиданного поведения, которое ранее считалось невозможным, исследователи из Центра коррелированных веществ провели широкий спектр дополнительных экспериментальных исследований.Особое значение имеет характеристика электронной структуры CeRh6Ge4, которая может решить ключевые вопросы, например, является ли ферромагнитная квантовая критическая точка в CeRh6Ge4 «нетрадиционной» квантовой критической точкой локального типа, сопровождаемой делокализацией электронов Ce-4f; помогает ли спин-орбитальная связь, вызванная нарушением инверсионной симметрии в кристаллической решетке, вызывать квантовое критическое поведение; и какую роль играет квазиодномерное расположение Се-цепей в кристаллической структуре.

Они впервые измерили квантовые осцилляции монокристаллов CeRh6Ge4 очень высокого качества для различных направлений приложенного магнитного поля и сравнили результаты с результатами расчетов с использованием теории функционала плотности (рис. 2). Результаты были опубликованы в Science Bulletin : An Wang, Feng Du, Yongjun Zhang, David Graf, Bin Shen, Ye Chen, Yang Liu, Michael Smidman, Chao Cao, Frank Steglich, Huiqiu Yuan*, Локализованные 4f-электроны в квантовый критический тяжелый фермионный ферромагнетик CeRh6Ge4, Science Bulletin , 2021, 66(14):1389-1394, DOI: 10.1016/j.scib.2021.03.006 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927321001833

Это исследование выявило два важных вывода. Длина свободного пробега кристаллов CeRh6Ge4 чрезвычайно велика, а это означает, что рассеяние электронов проводимости на дефектах или других источниках беспорядка минимально. Это показывает, что обнаруженное ими подавление ферромагнетизма давлением не было вызвано беспорядком, а является присущей чистому CeRh6Ge4 особенностью. Во-вторых, они обнаружили хорошее согласие между своими результатами и расчетами зонной структуры с полностью локализованными 4f-электронами Ce и плохое согласие, когда 4f-электроны были включены и приняты за блуждающие.Это показывает, что CeRh6Ge4 отличается от предыдущих примеров коллективизированных ферромагнетиков, в которых квантовые критические точки отсутствуют, что позволяет предположить, что ферромагнетизм с локальными моментами имеет решающее значение для реализации ферромагнитных квантовых критических точек. Кроме того, эти результаты согласуются с ожиданиями квантовой критичности локального типа, но неопровержимым доказательством этого сценария будет наблюдение реконструкции электронных зон под давлением, когда CeRh6Ge4 настраивается через квантовую критическую точку.

В то же время зависимость электронной структуры CeRh6Ge4 от импульса была также исследована с помощью фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением (ARPES), результаты которой были опубликованы в Physical Review Letters. Yi Wu, Yongjun Zhang, Feng Du, Bin Shen, Hao Zheng, Yuan Fang, Michael Smidman, Chao Cao, Frank Steglich, Huiqiu Yuan*, Jonathan D. Denlinger, Yang Liu*, Анитропная гибридизация cf в ферромагнитном квантово-критическом металле CeRh6Ge4 , физ. Преподобный Летт. 126, 216406 (2021), DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.216406 https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.216406.

Здесь они смогли изучить температурную зависимость электронного состояния 4f-электронов в различных направлениях импульса. Они обнаружили, что сила гибридизации между 4f-электронами и электронами проводимости сильно анизотропна и намного сильнее параллельна цепочкам Се, чем вдоль перпендикулярных направлений. Такое прямое свидетельство анизотропной связи весьма необычно для систем с тяжелыми фермионами и указывает на то, что одномерное расположение магнитных моментов также может быть ключевым компонентом ферромагнитной квантовой критичности.

###

Понятно, что понимание электронной структуры как в ферромагнитном состоянии, так и под давлением жизненно важно для понимания механизмов и условий, необходимых для реализации этого нового класса квантовых материалов. Значение этих результатов было подчеркнуто двумя известными экспертами в области исследований тяжелых фермионов доктором Джо Томпсоном и профессором Джоном Лоуренсом, которые опубликовали статью «Новости и мнения» для Science Bulletin , в которой обсуждались эти результаты.Джо Д. Томпсон* и Джон М. Лоуренс, Электроны материи в ферромагнитной критичности, Научный бюллетень, 2021, 66(14):1369-1371, DOI: 10.1016/j.scib.2021.04.032

Эта работа была поддержана Национальной ключевой программой исследований и разработок, Национальным фондом естественных наук, проектом Science Challenge и Ключевой программой исследований и разработок провинции Чжэцзян в Китае. Часть этой работы была поддержана Национальным научным фондом и Министерством энергетики США.



Отказ от ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за достоверность новостных сообщений, размещенных на EurekAlert! содействующими учреждениями или для использования любой информации через систему EurekAlert.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *