Евро-Азиатский институт образовательных технологий Eurasian Institute of educational technologies
Monday, 2020-06-01, 2:55 AM
Site menu
Section categories
Археология- Аrcheology
Ботаника- Вotany
География- Geography
Зоология- Zoology
История- Нistory
История науки- Нistory of science
Медицина- Мedicine
Образование- Education
Общая биология- General biology
Общество- Society
Палеонтология- Рaleontology
Право- Jurisprudence
Психология- Рsychology
Технологии- Technology
Физика- Physics
Химия- Сhemistry
Экология- Еcology
Экономика- Еconomy
Our poll
Оцените наш сайт/ Please rate our website
Total of answers: 1366
Statistics

Total online: 1
Guests: 1
Users: 0

4:08 PM
Физики обнаружили в редкоземельном соединении два сложных магнетизма / Physicists have found in a rare-earth compound two complex magnetism

Как сообщает пресс-служба МГУ сотрудники Научно-исследовательского института ядерной физики имени Д.В. Скобельцына МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с коллегами из Российской академии наук синтезировали германид диспрозия в метастабильном состоянии и выяснили, что в этом соединении сосуществуют два явления сложного магнетизма. Изучение свойств химических соединений носит фундаментальный характер и в дальнейшем может привести к открытию новых перспективных материалов. Результаты исследования были опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds. 

Германид диспрозия DyGe3— это редкоземельный элемент серебристо-белого цвета, который сравнительно редко встречается в земной коре и образует тугоплавкие, практически не растворимые в воде оксиды.В ходе исследования под давлением в восемь гигапаскалей ученые получили поликристаллические образцы германида диспрозия в метастабильном состоянии — равновесии физической системы, стабильность которой сохраняется при не очень больших возмущениях.

Физики обнаружили, что в этом соединении существует «волна зарядовой плотности» — явление, которое возникает 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. 

В последних исследованиях основное внимание уделялось физике волны зарядовой плотности в редкоземельных соединениях и тому, как эта волна влияет на искажение кристаллической решетки и на магнитное упорядочение. Магнитное упорядочение — это самопроизвольное выстраивание магнитных моментов (векторов) атомов в веществе. То есть 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 предшествовать и сосуществовать с антиферромагнитным упорядочением, когда половина векторов атомов направлена в одну сторону, а вторая половина повернута на 180о.

В германиде диспрозия при понижении температуры происходит переход к волне зарядовой плотности, а при еще более низкой температуре — к антиферромагнитному состоянию.

«Мы 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», — отметил один из авторов статьи, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории электрон-ядерных и молекулярных процессов НИИЯФ МГУ Александр Николаев.

Ученые отмечают, что полученные результаты позволяют лучше понять механизмы взаимосвязи и корреляции зарядовых и спиновых характеристик электронной системы. Зарядовые характеристики связаны с волной зарядовой плотности, а спиновые — с антиферромагнитным порядком.

«Наша работа посвящена, в первую очередь, фундаментальным проблемам физики конденсированного состояния. К таким проблемам относятся магнетизм и структурный фазовый переход. В будущем работа может привести к новому пониманию сложного магнетизма в редкоземельных элементах и открытию новых перспективных материалов», — заключил ученый. 

Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Института физики высоких давлений РАН, Московского физико-технического института и Объединенного института ядерных исследований, Института ядерных исследований и ядерной энергии (София, Болгария), Института физики конденсированных средств (Брауншвейг, Германия) и Института физики Университета Марии Склодовской-Кюри (Люблин, Польша). 

На рисунке (кликабельно) компьютерный расчет электронных зон DyGe3, дающий представление о металлической связи в этом соединении. Электронные состояния представлены вдоль линий высокой симметрии в импульсном пространстве. Состояния с энергией, меньшей уровня Ферми (меньше нуля) – заняты, а с энергией выше уровня Ферми (выше нуля) – свободны. Точки Г, Х, М и другие являются характерными точками высокой симметрии.

Источник: Александр Николаев/МГУ

 

https://scientificrussia.ru/news/fiziki-obnaruzhili-v-redkozemelnom-soedinenii-dva-slozhnyh-magnetizma

According to the press service of the Moscow state University, the staff of the Skobeltsyn research Institute of nuclear physics of the Moscow state University together with colleagues from the Russian Academy of Sciences synthesized the germanide of dispersion in a metastable state and found that two phenomena of complex magnetism coexisted in this compound. The study of the properties of chemical compounds is fundamental and can further lead to the discovery of new promising materials. The results of the study have been published in the journal of Alloys and Compounds.

The dysprosia germanide DyGe3 is a rare-earth element of silvery-white color, which is relatively rare in the earth's crust and forms refractory, practically insoluble oxides.During the study, under pressure of eight gigapascals, scientists have obtained polycrystalline samples of germanide dispersion in a metastable state-the equilibrium of the physical system, the stability of which is maintained at not very large perturbations.

Physicists have found that in this compound there is a "charge density wave" — a phenomenon that occurs in some crystals at low temperatures due to the peculiarities of their electronic structure. It is a spatial-periodic displacement of ions and electron density — the probability of detecting an electron at a certain point in space.

In recent studies focused on the physics of charge density waves in rare-earth compounds, and how this wave affects the distortion of the crystal lattice and magnetic ordering. Magnetic ordering is a spontaneous formation of magnetic moments (vectors) of atoms in matter. That is, all the vectors of atoms in a substance have a certain direction: they can be parallel (ferromagnetic order) or antiparallel (antiferromagnetic order) to each other. Recently, scientists have found that the wave of charge density can precede and coexist with the antiferromagnetic ordering, when half of the vectors of atoms are directed in one direction, and the second half is rotated by 180°.

In germanide, the dispersion at lower temperature is the transition to the charge density wave, and at even lower temperature — to the antiferromagnetic state.

"We found that when the structure of the crystal lattice is slightly distorted, and the symmetry of the crystal structure in the vicinity of some atoms changes, the transition to the charge density wave occurs in the substance. The wave has a certain influence on the magnetic properties of the substance, leading, in particular, to the appearance of a spiral magnetic structure", — said one of the authors, doctor of physics and mathematics, a leading researcher of the laboratory of electron-nuclear and molecular processes of Research Institute of Nuclear Physics, Moscow State University Alexander Nikolaev.

Scientists note that the results allow to better understand the mechanisms of the relationship and correlation of charge and spin characteristics of the electronic system. The charge characteristics are related to the charge density wave, and the spin characteristics are related to the antiferromagnetic order.

"Our work is primarily devoted to the fundamental problems of condensed matter physics. Such problems include magnetism and structural phase transition. In the future, the work may lead to a new understanding of complex magnetism in rare earth elements and the discovery of new promising materials," the scientist concluded.

The work was carried out in cooperation with scientists from the Institute of high pressure physics of the Russian Academy of Sciences, the Moscow Institute of physics and technology and the joint Institute of nuclear research, the Institute of nuclear research and energy (Sofia, Bulgaria), the Institute of condensed matter physics (Braunschweig, Germany) and the Institute of physics of Maria Sklodowska-Curie University (Lublin, Poland).

In the figure (clickable) computer calculation of the electronic zones DyGe3, giving an idea of the metal connection in this connection. Electronic States are represented along the lines of high symmetry in the pulse space. States with energy less than Fermi level (less than zero) are occupied, and with energy above Fermi level (above zero) are free. Points G, X, M and others are characteristic points of high symmetry.

Source: Alexander Nikolayev/Moscow state University

 

https://scientificrussia.ru/news/fiziki-obnaruzhili-v-redkozemelnom-soedinenii-dva-slozhnyh-magnetizma

Category: Физика- Physics | Added by: zvonimirveres
Log In
Search
Calendar
«  August 2018  »
SuMoTuWeThFrSa
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031
Организации / Оrganizations
Полезные ссылки / Useful links