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混合磁振子-声子耦合:从铁性玻璃态到多热冷却

科学探索万象经验2024-08-19

铁性材料由于其独特的相变能力,在各种技术应用中具有重要作用。这些材料在形成铁性玻璃的边缘时,显示出增强的功能性,这归因于长程和短程相关性的相互作用。最近,发表在《科学进展》的论文,深入研究了混合磁振子-声子局域化现象及其在铁性玻璃态附近增强材料功能的作用。

铁性玻璃态是在特定条件下出现在铁性材料中的无序相。这些状态缺乏长程有序性,类似于自旋玻璃和应变玻璃的行为。Ni₄₅Co₅Mn₃₆.₆In₁₃.₄赫斯勒合金是一个典型例子,它处于形成自旋玻璃和应变玻璃的边缘。该合金表现出显著的磁场诱导形状记忆效应和显著的磁热效应,使其成为多热冷却应用的候选材料。

磁振子和声子是分别代表磁性系统和晶格系统中集体激发的准粒子。磁振子与磁性晶格中的自旋波相关,而声子对应于晶格中的振动模式。磁振子和声子的相互作用可以导致混合模式,其中两种准粒子的特*交织在一起。

在铁性材料的背景下,局域化的磁振子-声子混合模式起着关键作用。这些模式本质上分布在倒易空间中,充当声子和磁振子之间的桥梁。这种桥接效应导致声子在磁场下发生显著的位移,三倍的热响应和相稳定性的改变。