Среда 03 июня 2026 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
Любить стали меньше во всём мире: минусы и плюсы феномена Любить стали меньше во всём мире: минусы и плюсы феномена Исследователи в ходе опроса более 60 тысяч человек из разных стран выяснили: чем сильнее человек зациклен на себе, тем более холоден он к своему партнеру. Но у снижения накала страстей…
Евфрат зародился 6 млн лет назад и впадал в почти пересохшее Средиземное море Евфрат зародился 6 млн лет назад и впадал в почти пересохшее Средиземное море Исследование показало, что легендарная река образовалась в результате слияния двух речных систем, которые впадали в частично пересохший средиземноморский бассейн, а затем направлялись к Персидскому заливу. Международная группа геологов впервые смогла…
Nature: Назван орган, в первую очередь влияющий на продолжительность жизни Nature: Назван орган, в первую очередь влияющий на продолжительность жизни Команда исследователей из Mass General Brigham выяснила, что вилочковая железа, или тимус, играет важную роль в организме даже в солидном возрасте. Люди, у которых более здоровый тимус, реже умирают от…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
354 украинских БПЛА, погибшие в Смоленской области и пострадавшие в Ленинградской. Последствия атак ВСУ на российские регионы 354 украинских БПЛА, погибшие в Смоленской области и пострадавшие в Ленинградской. Последствия атак ВСУ на российские регионы Средства ПВО перехватили и уничтожили в течение прошедшей ночи над 16 российскими регионами и над акваторией Азовского моря 354 украинских беспилотника, сообщили в Минобороны РФ. В Смоленской области в результате…
В ДНР при атаке БПЛА ВСУ на автобус «Москва – Симферополь» погибли 7 человек, 11 пострадали  В ДНР при атаке БПЛА ВСУ на автобус «Москва – Симферополь» погибли 7 человек, 11 пострадали  При атаке украинского БПЛА на рейсовый автобус Москва - Симферополь в Енакиеве в ДНР 7 мирных жителей погибли, еще 11 ранены. Как сообщил глава региона Денис Пушилин, атака была совершена…
Шуваев: в Белгородской области при атаках ВСУ пострадали девять человек Шуваев: в Белгородской области при атаках ВСУ пострадали девять человек Вооруженные силы Украины (ВСУ) за минувшие сутки атаковали территорию Белгородской области 67 раз. В результате атак ранены девять мирных жителей, сообщил врио губернатора Александр Шуваев в "Максе". "За минувшие сутки…
Тема дня
Скорое возобновление большой войны за Иран выглядит неизбежным Скорое возобновление большой войны за Иран выглядит неизбежным

Иран атаковал базу Пятого флота ВМС США в порту столицы Бахрейна. За несколько часов до этого америк...

Фото
Гробницы в Греции раскрывают утраченные 3500-летние методы микенских ювелиров Гробницы в Греции раскрывают утраченные 3500-летние методы микенских ювелиров

Комплексное исследование микенской обработки золота открывает двери в мастерские ювелиров, существов...

Опрос

Что будет с дальнейшими поставками российского газа в Армению?

 

Анекдот дня

- Дорогая, только послушай, что пишут: "Ученые выяснили, что базовая температура тела у женщин постепенно растет в период с 18 до 42 лет. Причины этого явления пока изучаются".

 

- Дорогой, не доводи меня до кипения! Я тебе еще два часа назад сказала: пойди, вынеси мусор! А ты в интернете торчишь.

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)".