À basse température, l’énergie thermique disponible pour surmonter les interactions magnétiques est réduite. Cela peut conduire à un état dans lequel les moments magnétiques des atomes ou ions individuels dans un matériau sont « gelés » dans une configuration désordonnée ou non alignée. Cet état est appelé « verre de rotation » ou « verre magnétique ».
Dans un verre de spin, les moments magnétiques des atomes ou des ions voisins peuvent être frustrés, ce qui signifie qu'ils ne peuvent pas tous satisfaire simultanément leurs alignements préférés en raison d'interactions concurrentes. Cette frustration peut donner lieu à une variété de comportements magnétiques intéressants et complexes, tels qu’une lente relaxation de l’aimantation, des effets de mémoire et une hystérésis magnétique.
Pour sortir d’une impasse magnétique à basse température, les aimants peuvent subir divers processus, tels que :
Activation thermique :À des températures finies, il y a toujours de l'énergie thermique disponible, même à basse température. Cette énergie thermique peut permettre aux moments magnétiques de surmonter les barrières énergétiques et de changer d'orientation, conduisant à un relâchement progressif de l'aimantation.
Tunnellisation quantique :la mécanique quantique permet aux particules de traverser les barrières énergétiques, même à basse température. Cet effet tunnel quantique peut permettre aux moments magnétiques de surmonter les barrières énergétiques et de modifier leur orientation, entraînant un changement soudain et imprévisible de la magnétisation.
Recuit de champ magnétique :l’application d’un champ magnétique externe puissant peut aider à aligner les moments magnétiques et à réduire la frustration. En réduisant lentement l'intensité du champ externe, les moments magnétiques peuvent être « recuits » dans un état plus ordonné.
Ces processus permettent aux aimants de sortir du blocage magnétique à basse température et d’obtenir une configuration magnétique stable. Le mécanisme spécifique par lequel un aimant sort d’une impasse dépend des propriétés du matériau, de la température et des conditions externes.
