自旋玻璃

　　原子自旋是固定的，取向是不規則的物質。首先由B.R.科爾斯在描述AuCo合金的弱磁性時於1970年提出的，同時P.W.安德森對CuMn合金也使用這一術語。自旋玻璃適合於描寫用少量磁性原子（如Fe）稀釋在非磁性金屬（如Au）中形成的固溶體的磁性行為。當磁性金屬的濃度在下限с₁和上限с₂之間時， 磁性原子的自旋磁矩方向是無規的，因而稱為自旋玻璃（玻璃中原子的位置分佈佈是無規的）。濃度超過上限с₂，合金顯示通常的鐵磁性；低於下限с₁，雜質磁性原子間沒有直接磁相互作用，而在電阻率方面顯示近藤效應。例如在AuFe合金中，自旋玻璃的范圍在с₁=0.01和 с₂=0.12之間（圖1）。

　　自旋玻璃最顯著的特點是磁化率隨溫度的變化在某一溫度T _f顯示一個尖頂狀極大值(圖2)，外加磁場越小，尖頂狀突變越明顯。T _f稱為凍結溫度，與磁性原子的濃度有關（圖1）。另外一些物理性質如比熱容在凍結溫度沒有突變，而有較寬的隨溫度變化的范圍。這不同於普通鐵磁體，它的磁化率和比熱容在居裡點同時出現尖銳的反常。

　　自旋玻璃現象不僅在結晶態合金如貴金屬和過渡金屬的合金（如CuMn、AuFe），過渡金屬和過渡金屬的合金（如MoMn、RhMn、LaGa、FeCr）中發現，也在離子晶體如含過渡族磁性金屬的氧化物(CrO₂-VO₂)或硫屬化合物(Ni-Fe-S)和非晶態合金(Yfe₂、Ni-Fe-P-B)中發現。

　　解釋自旋玻璃特性的主要理論模型是無規分子場模型。這個理論模型認為磁性原子磁矩間的相互作用大小和符號的分佈是無規的，引起瞭磁矩的無規分佈，進一步的理論可以剖釋實驗事實。用計算機模擬法（蒙特－卡羅法）確證這種體系可以在特定溫度下出現磁化率尖頂狀突變，而比熱容等性質隻有較緩慢的變化。

　　

參考書目

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