La revista Scientific Reports publica un artículo de un equipo de investigadores de la UIB, la Universidad de Cambridge y la Universidad de Columbia
Un equipo de investigadores de la Universidad de las Illes Balears, la Universidad de Cambridge y la Universidad de Columbia han publicado recientemente un artículo en la revista Scientific Reports en el que tratan un problema físico fundamental de la transición al estado «vítreo» de un sistema de espines magnéticos. Algunos materiales ferromagnéticos presentan una transición de este tipo a temperaturas bajas que provoca la congelación de la dinámica de su estructura magnética. Este estado se denomina comúnmente Re-entrant spin glass (RSG) y, aunque este fenómeno es conocido desde los años setenta, no hay un acuerdo sobre su origen.
En este trabajo, los investigadores han estudiado dos aleaciones metálicas, Ni-Mn y Au-Fe, los cuales presentan este tipo de transición, mediante el método de espectroscopia magneto-mecánica a frecuencias ultrasónicas. Este método permite estudiar la dinámica de las fronteras de los dominios ferromagnéticos a partir de las pérdidas de energía por amortiguamiento cuando se aplica un esfuerzo oscilatorio. La novedad de este estudio consiste en la investigación de los efectos ultrasónicos lineales y no lineales tanto en función de la temperatura como del campo magnético.
Los resultados del estudio indican que el fenómeno RSG está relacionado con la congelación del movimiento, tanto a escala atómica como a escala mesoscópica, de las fronteras de los dominios magnéticos. Los investigadores proponen una nueva interpretación de la transición del estado ferromagnético al estado Re-entrant Spin Glass que implica el cambio de la dinámica de las fronteras de dominio desde un modo no activado térmicamente, propio del estado ferromagnético, a un modo activado térmicamente controlado por el movimiento de los elementos de su subestructura como las líneas de Bloch. Esta transición es una propiedad intrínseca de las fronteras de dominio e implica una reorganización de los espines magnéticos en las fronteras y su inmovilización. Entre los posibles mecanismos de la «congelación» de las fronteras de dominio está el bloqueo de las líneas de Bloch o la partición de las fronteras en múltiples variantes de baja simetría. Además, la investigación identifica un nuevo mecanismo de amortiguamiento magneto-mecánico en forma de relajación, nunca observado hasta ahora, acompañando esta transición desde el estado ferromagnético al estado RSG. La relajación descubierta se suma a los tres mecanismos clásicos ya conocidos que operan en los materiales ferromagnéticos.
El estudio lo han hecho los doctores Sergey Kustov y Joan Torrens Serra, profesores del Departamento de Física de la UIB y miembros del grupo de investigación en Física de Materiales, en colaboración con el doctor Ekhard Salje, de la Universidad de Cambridge, que actualmente está en la UIB como profesor invitado, y el doctor Daniel Beshers, profesor emérito de la Universidad de Columbia.
Referencia bibliográfica
S. Kustov, J. Torrens-Sierra, E. K. H. Salje & D. N. Beshers. «Re-entrant spin glass transitions: new insights from acoustic absorption by domain walls». Scientific Reports, 7, 16846 (2017). doi: 10.1038/s41598-017-17297-y
Fecha de publicación: Wed Dec 13 12:06:00 CET 2017