关于自旋玻璃介绍

[拼音]：zixuan boli

[外文]：spin glass

原子自旋是固定的，取向是不规则的物质。首先由B.R.科尔斯在描述AuCo合金的弱磁性时于1970年提出的，同时P.W.安德森对CuMn合金也使用这一术语。自旋玻璃适合于描写用少量磁性原子（如Fe）稀释在非磁性金属（如Au）中形成的固溶体的磁性行为。当磁性金属的浓度在下限с1和上限с2之间时， 磁性原子的自旋磁矩方向是无规的，因而称为自旋玻璃（玻璃中原子的位置分布是无规的）。浓度超过上限с2，合金显示通常的铁磁性；低于下限с1，杂质磁性原子间没有直接磁相互作用，而在电阻率方面显示近藤效应。例如在AuFe合金中，自旋玻璃的范围在с1=0.01和 с2=0.12之间（图1）。

自旋玻璃最显著的特点是磁化率随温度的变化在某一温度T f显示一个尖顶状极大值(图2)，外加磁场越小，尖顶状突变越明显。T f称为冻结温度，与磁性原子的浓度有关（图1）。另外一些物理性质如比热容在冻结温度没有突变，而有较宽的随温度变化的范围。这不同于普通铁磁体，它的磁化率和比热容在居里点同时出现尖锐的反常。

自旋玻璃现象不仅在结晶态合金如贵金属和过渡金属的合金（如CuMn、AuFe），过渡金属和过渡金属的合金（如MoMn、RhMn、LaGa、FeCr）中发现，也在离子晶体如含过渡族磁性金属的氧化物(CrO2-VO2)或硫属化合物(Ni-Fe-S)和非晶态合金(Yfe2、Ni-Fe-P-B)中发现。

解释自旋玻璃特性的主要理论模型是无规分子场模型。这个理论模型认为磁性原子磁矩间的相互作用大小和符号的分布是无规的，引起了磁矩的无规分布，进一步的理论可以剖释实验事实。用计算机模拟法（蒙特－卡罗法）确证这种体系可以在特定温度下出现磁化率尖顶状突变，而比热容等性质只有较缓慢的变化。

参考书目

1. E.P. Wohlfarth，ed.，Ferromagnetic Materials， North-Holland， Amsterdam， 1980.