Среда 27 ноября 2024 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
Главное за сутки
МО: над Россией за ночь уничтожили 22 украинских дрона МО: над Россией за ночь уничтожили 22 украинских дрона Российские средства противовоздушной обороны (ПВО) за ночь перехватили и уничтожили 22 украинских беспилотных летательных аппарата (БПЛА) над Ростовской, Белгородской, Воронежской, Курской, Брянской и Смоленской областями. Об этом сообщили в Минобороны…
Что известно об ударах ВСУ американскими ракетами ATACMS по Курской области Что известно об ударах ВСУ американскими ракетами ATACMS по Курской области Вооруженные силы Украины (ВСУ) за последние три дня нанесли два удара дальнобойным западным оружием по объектам в Курской области, сообщили в Минобороны России. По данным ведомства, первый удар американскими ракетами…
Арест наемника из Великобритании и потери ВСУ: что известно о ситуации в Курской области Арест наемника из Великобритании и потери ВСУ: что известно о ситуации в Курской области Потери Вооруженных сил Украины (ВСУ) за сутки на курском направлении составили более 250 человек, сообщили в Минобороны России. Всего за время боевых действий противник потерял более 35 760 военнослужащих. Ленинский…
Интернет и СМИ
Читайте также
О проблемах с лёгкими или сердцем способен рассказать простой тест на пальцах О проблемах с лёгкими или сердцем способен рассказать простой тест на пальцах В журнале Pulse Healthcare британский специалист Ахмед раскрыл простой способ самостоятельной диагностики возможных заболеваний сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Метод заключается в несложной проверке состояния ногтей и их формы. Врач предлагает…
Nature: привычка пить кофе может существенно повлиять на состав биома кишечника Nature: привычка пить кофе может существенно повлиять на состав биома кишечника Большая международная группа медицинских исследователей обнаружила, что у людей, которые регулярно пьют кофе, гораздо больше одного типа кишечных бактерий, чем у людей, которые этого не делают. В своем исследовании, опубликованном…
Древнейший известный алфавит обнаружен в древнем сирийском городе Древнейший известный алфавит обнаружен в древнем сирийском городе То, что, по-видимому, является доказательством существования древнейшей алфавитной письменности в истории человечества, высечено на глиняных цилиндрах длиной с палец, найденных в гробнице в Сирии группой исследователей из Университета Джонса Хопкинса.…
Тема дня
Вашингтон упорно толкает режим Зеленского к ядерному терроризму Вашингтон упорно толкает режим Зеленского к ядерному терроризму

Уходящая администрация США в попытке скрыть свои тёмные дела и отстоять личные корыстные интересы го...

Фото
В датском болоте найден ритуально изогнутый меч бронзового века В датском болоте найден ритуально изогнутый меч бронзового века

Меч бронзового века, ритуально согнутый перед тем, как быть положенным в качестве подношения, был об...

Опрос

Трамп на посту президента пообещал работать над прекращением всех войн в мире. Получится у Трампа остановить войны?

 

Анекдот дня

Когда-нибудь - это где-то между чуть попозже и никогда.

Еще »
Комментарии для сайта Cackle
Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. 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)".