Японские физики выяснили, что размер кристаллической решетки может служить своеобразной «линейкой» для предсказания магнитных свойств сложных материалов. Метод проверили на аппроксимантных кристаллах типа Цай, структура которых напоминает квазикристаллы.
Обычно для классификации таких материалов используют концентрацию валентных электронов, однако результат зависит от химического состава. Исследователи сравнили соединения на основе золота, алюминия и галлия с тербием, диспрозием и гольмием и обнаружили более устойчивую связь именно с размером решетки.
При значении выше примерно 14,72 ангстрема материалы переходили в вихревое антиферромагнитное состояние. Между 14,62 и 14,72 ангстрема возникал вихревой ферромагнетизм, а ниже 14,62 ангстрема — состояние спинового стекла с неупорядоченными магнитными моментами.
На основе этой зависимости ученые построили единую магнитную фазовую диаграмму. Она может стать ориентиром при поиске новых материалов с заранее заданными магнитными свойствами и необычными квантовыми состояниями.
Почему размер решетки настолько хорошо работает в качестве показателя, пока неясно. Кроме того, найденную закономерность еще предстоит проверить на настоящих квазикристаллах и других типах материалов.
