自旋玻璃

自旋玻璃是磁性合金材料的一种亚稳定的状态。铁磁性状态和反铁磁性状态中，磁矩的磁矩方向（自旋）的分布是长程有序的，而自旋玻璃状态中的磁矩方向是随机冻结的，其分布呈现出长程无序性。这里的“玻璃”实际上是长程无序状态的代名词，指这种无序状态类似于一般所说的玻璃。

自旋玻璃表现出的众多亚稳定结构，使得它具有明显的磁化弛豫现象，这也使得实验和模拟自旋玻璃的难度加大。

磁性材料是由许多具有稳定磁矩的原子或小原子集团构成的，它们的磁矩之间相互作用，构成了宏观上的磁性现象。这样的相互作用基本有两类。一类是铁磁相互作用：两个相邻的磁矩排成同一个方向。另一类是反铁磁相互作用：相邻的磁矩排成相反的方向。如果材料的内部只有铁磁相互作用，所有的磁矩排成了同一个方向，那么材料具有像磁铁一样的性质。如果只有反铁磁相互作用，那么磁矩的方向总是正反相间，相互抵消，磁化率为0。宏观上，材料“没有磁性”。而当材料内部随机存在着铁磁相互作用和反铁磁相互作用时，就会形成自旋玻璃。

最早被研究的自旋玻璃材料是一些稀磁合金，即将少量磁性金属掺杂到非磁性金属中得到的合金，比如铜掺锰合金Cu_1-xMn_x与金掺铁合金Au_1-xFe_x。其中${\displaystyle x\ll <!--\; \ll \; -->1}$，或称受挫现象）。

阻挫现象是对自旋玻璃态系统中亚稳基态众多的解释，其含义是由于几何结构使得不存在一个确定的磁矩（自旋）状态能满足系统能量最小化的要求:89。最简单的例子是一个由三个自旋组成的系统，每两个自旋之间都是反磁相互作用。当其中两个自旋方向相反（一上一下）的时候，无论第三个自旋处于什么状态（上或者下），都无法满足所有相互作用的要求：两种状态的系统能量相同:90。因此，这两种状态出现的可能性是一样大的，这就是阻挫。当这类三自旋系统或类似的系统数量众多的时候，会有很多个不同的状态有着几乎同样的能量，这导致了自旋玻璃材料的基态的复杂性:12-13。

自旋玻璃材料由于自旋随机冻结，宏观整体的磁化率是0。然而，自旋玻璃并不像反铁磁性材料一样在低温时对外部磁场产生抵抗，而是像顺磁性材料一样，会被外部磁场磁化。而自旋玻璃不同于顺磁性材料的地方是，它磁化的过程是相对缓慢的。顺磁材料的磁化弛豫时间（从开始到磁化完成的时间）几乎可以忽略不计，但自旋玻璃则需以分钟甚至小时计。同样地，已经磁化后撤除外部磁场，自旋玻璃需要的恢复时间也是缓慢的。

Edwards–Anderson model

The model of Sherrington and Kirkpatrick