Ученые Научно-исследовательского института ядерной физики имени Д.В. Скобельцына МГУ синтезировали германид диспрозия в метастабильном состоянии. Оказалось, что в этом соединении сосуществуют два явления сложного магнетизма. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds. Пресс-релиз имеется в распоряжении редакции «Ленты.ру».
Германид диспрозия DyGe3 — редкоземельный элемент, который образует тугоплавкие, практически не растворимые в воде оксиды. В ходе исследования под давлением в восемь гигапаскалей были получены поликристаллические образцы германида диспрозия в метастабильном состоянии, которое сохраняется при не очень больших возмущениях.
Изображение: Александр Николаев / МГУ
Выяснилось, что в этом соединении существует волна зарядовой плотности, возникающая в некоторых кристаллах при низких температурах из-за особенностей их электронного строения. Она представляет собой пространственно-периодические смещения ионов и электронной плотности (вероятности обнаружения электрона в определенной точке пространства).
Волна зарядовой плотности влияет на магнитное упорядочение — самопроизвольное выстраивание магнитных моментов (векторов) атомов в веществе. Таким образом, все векторы атомов в веществе имеют определенное направление: они могут быть параллельны (ферромагнитный порядок) или антипараллельны (антиферромагнитный порядок) друг другу. Недавно ученые выяснили, что волна зарядовой плотности может сосуществовать с антиферромагнитным упорядочением.
В германиде диспрозия при понижении температуры происходит переход к волне зарядовой плотности, а при еще более низкой температуре — к антиферромагнитному состоянию.
Исследователи выяснили, что, когда структура кристаллической решетки немного искажается, а симметрия кристаллической структуры в окрестностях некоторых атомов меняется, в веществе происходит переход к волне зарядовой плотности. Волна оказывает определенное влияние на магнитные свойства вещества, приводя, в частности, к появлению спиральной магнитной структуры.