Понедельник 03 ноября 2025 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Гексаборид церия не хочет подчиняться физике твёрдого тела.


Гексаборид церия не хочет подчиняться физике твёрдого тела.

Понедельник, 19 Декабря 2016 14:06

Учёные из МФТИ и других институтов обнаружили необычные явления в кристалле гексаборида церия, CeB₆. Эксперимент по электронному парамагнитному резонансу (ЭПР) подтвердил, что этот материал является «исключением среди исключений» и не может быть описан существующими моделями и общепринятыми теориями. Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.

 

Подобные экспериментальные открытия являются «проверкой на прочность» для научных теорий. В такой ситуации фундаментальный результат гораздо важнее поиска каких-либо новых практических применений данного материала, сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию Planet Today.

 

Сильно коррелированный металл CeB₆ изучают уже более сорока лет, и он не устаёт удивлять исследователей. Для объяснения аномалий его физических свойств разработано множество теорий, однако, как оказалось, они не позволяют предсказать результаты ЭПР-экспериментов. Возможно, теории динамических магнитных свойств сильно коррелированных систем (в таких системах имеет место существенное взаимодействие между электронами) необходимы принципиальные доработки, которые бы объяснили исключительное поведение гексаборида церия.

 

Вставка:

ЭПР-спектрометрия позволяет исследовать образцы, содержащие частицы с неспаренными спинами — электроны, радикалы. На образец, помещённый в постоянное магнитное поле, воздействуют СВЧ-излучением. Полученный спектр позволяет судить о химическом строении и свойствах вещества. Анализ формы линии ЭПР и абсолютная калибровка спектров в единицах магнитной проницаемости позволяют найти g-фактор (гиромагнитное отношение), ширину линии (время спиновой релаксации) и осциллирующую намагниченность или динамическую магнитную восприимчивость.

 

Ранее авторами статьи было экспериментально обнаружено явление электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в CeB₆. Исследователи разработали уникальную методику ЭПР-эксперимента, позволяющую «увидеть» сигнал ЭПР в образцах, подобных CeB₆, ведь в стандартном ЭПР-спектрометре наблюдение сигнала от сильно коррелированных металлов или невозможно, или существенно затруднено.

 

 

Рис. 1. Схема эксперимента. 1. Гексаборид церия со сложной магнитной структурой. 2. Часть прибора — микроволновый резонатор, в который помещается образец. 3. Вид резонансной кривой в эксперименте ЭПР.

 

Результаты эксперимента удивили исследователей: во-первых, измеренная осциллирующая намагниченность вдоль одного из кристаллографических направлений ([100]), которая в теории должна быть частью суммарной намагниченности, оказалась больше целого. По словам учёных, «на пальцах» это явление можно объяснить дополнительными взаимодействиями между свободными электронами и электронами магнитных оболочек церия, однако пока это лишь качественное объяснение, которое должно быть подтверждено теоретическими расчётами.

 

Другим удивительным результатом оказалось совпадение угловой зависимости ширины спектральной линии и сопротивления в магнитном поле (в эксперименте варьировался угол между направлением магнитного поля и осями кристалла). Казалось бы, эти величины имеют совершенно различную физическую природу и нельзя ожидать такого соответствия. Авторы статьи предлагают следующее объяснение: так как ширина линии в основном определяется спиновыми флуктуациями, то и в сопротивление CeB₆ доминирующий вклад вносит рассеяние зонных электронов на спиновых флуктуациях.

 

 

Рис. 2. Угловые зависимости ширины спектральной линии и магнитного сопротивления. Красным обозначено магнитосопротивление, синим — ширина линии.

 

Основой осуществления измерений, описанных в статье, стали аппаратные усовершенствования ЭПР-спектрометра, проведённые под руководством старшего научного сотрудника Института общей физики РАН, выпускника МФТИ Алексея Семено аспирантами МФТИ Маратом Гельмановым и Александром Самариным.

 

«Мы выигрываем по чувствительности и стабильности, в результате на настоящий момент никто в мире, кроме нас, не может проводить измерения ЭПР в сильно коррелированных металлах на высоком уровне. Именно благодаря аппаратным усовершенствованиям мы можем видеть то, что другие не видят», — отмечает Сергей Демишев, профессор МФТИ, заведующий отделом низких температур и криогенной техники Института общей физики РАН.

 
 

 
Волкова Алена Опубликовано в Наука   Теги МФТИ
Читайте также
Глубоко под Тихим океаном земная кора разрывается на части Глубоко под Тихим океаном земная кора разрывается на части Новый анализ показывает, что странные особенности точки столкновения частей земной коры свидетельствуют о том, что структура может приближаться к своему концу. Исследование опубликовано в журнале Science Advances. Тщательный анализ сложной…
Ученые ИИМК РАН нашли редчайшую русскую монету X века Ученые ИИМК РАН нашли редчайшую русскую монету X века Археологи Института истории материальной культуры РАН, проводящие археологические раскопки в Старой Ладоге, обнаружили третий экземпляр редкого подражания арабскому дирхаму X века, отчеканенного на Руси. Старая Ладога — древнейший город на…
Nutrients: Названы продукты, снижающие подвижность пожилых людей Nutrients: Названы продукты, снижающие подвижность пожилых людей Международной команде ученых удалось выяснить, что избыточное потребление ультрапереработанных продуктов (УПП) снижает физическую силу. Особенно, у пожилых. Происходит замедление ходьбы у представителей обоих полов и ослабление силы хвата у мужчин.…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 64 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 64 украинских БПЛА Силы ПВО за ночь сбили 64 украинских БПЛА над регионами России. Об этом сообщили в Минобороны РФ. "В период с 23:00 2 ноября до 07:00 мск 3 ноября дежурными средствами…
Из Суджи вывезли и передали родственникам более 300 тел погибших от рук ВСУ мирных жителей Из Суджи вывезли и передали родственникам более 300 тел погибших от рук ВСУ мирных жителей Тела 300 погибших от рук боевиков ВСУ жителей Суджи в Курской области были вывезены и переданы их родственникам, сообщил РИА Новости сотрудник военно-следственных органов Следственного комитета Российской Федерации Александр Глухарев.…
Трамп обвинил РФ, Китай и КНДР и Пакистан в проведении тайных испытаний ядерного оружия Трамп обвинил РФ, Китай и КНДР и Пакистан в проведении тайных испытаний ядерного оружия Президент США Дональд Трамп обвинил Россию, а также КНДР, КНР, Пакистан и другие страны в тайном проведении подземных испытаний ядерного оружия. "Но они не рассказывают вам об этом. И, знаете,…
Тема дня
Европу пытаются склеить «военным Шенгеном» Европу пытаются склеить «военным Шенгеном»

Европа продолжает формирование «военного Шенгена» – специального режима для беспрепятственного перем...

Фото
Захоронение возрастом 2000 лет в Англии раскрывает мрачный ритуал дуротригов Захоронение возрастом 2000 лет в Англии раскрывает мрачный ритуал дуротригов

Археологи из Борнмутского университета обнаружили останки девочки-подростка, погребённой лицом вниз ...

Опрос

Как вы оцениваете заявления США о возможной передаче Украине ракет Tomahawk?

 

Анекдот дня

Севастополь - самый европейский из всех европейских городов. Именно здесь находятся английское, немецкое, французское, турецкое и даже итальянское кладбища, на которых покоятся те, кто когда-то усомнился в том, что Крым наш.

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном

цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с

точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии

предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей

сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".