Физики МГУ и УрФУ совместно провели исследование, в результате которого были выявлены различия в процессах магнитного фазового перехода в тонкой пленке сплава железо-родий (FeRh) под воздействием внешнего магнитного поля.
Результаты работы помогут разработать новую теорию магнитных фазовых переходов и станут основой для создания твердотельных охлаждающих систем. Исследование было выполнено в рамках национального проекта «Наука и университеты».
Фазовый переход является переходом первого рода. Чтобы лучше понять этот процесс, можно рассмотреть пример кристаллизации воды. При охлаждении вода превращается в лед, образуя небольшие кристаллиты. В бинарных сплавах FeRh происходит аналогичный фазовый переход, но вместо изменения агрегатного состояния вещества меняется тип упорядочения магнитных моментов ионов в кристаллической решетке. Однако при детальном изучении этого явления остается ряд нерешенных вопросов.
Авторы исследования смогли выявить ряд особенностей, которые возникают при индуцировании фазового перехода с помощью внешнего магнитного поля. Ранее считалось, что нагрев соединений с магнитным фазовым переходом или их помещение во внешнее магнитное поле приводят к изменению типа магнитного упорядочения в кристалле. Однако исследователи показали, что наличие магнитострикции и доменной структуры материала являются факторами, которые вызывают нелинейные процессы роста ферромагнитной фазы в слабых магнитных полях.
Каменских Ирина Александровна, кандидат физико-математических наук и доцент кафедры оптики, спектроскопии и физики наносистем, прокомментировала результаты исследования. Она отметила, что проведенные эксперименты с использованием различных методик позволили выявить различия в механизмах возникновения ферромагнитной фазы. Сравнение результатов измерений намагниченности и сопротивления с использованием одинаковых протоколов измерений было ключевым в этом исследовании.
Проведенные исследования имеют большой интерес не только с фундаментальной точки зрения, но и с практической. Соединения с подобными фазовыми переходами могут быть использованы в твердотельных охлаждающих системах. Это открывает новые возможности для разработки более эффективных и экологически чистых систем охлаждения.