實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家重新定義了超快 相干的磁性

材料的電子特性可以通過(guò)飛秒(10-15秒)內(nèi)的光吸收直接影響，這被認(rèn)為是電子電路可達(dá)到的最大速度的極限。相比之下，物質(zhì)的磁矩到目前為止只能通過(guò)光和磁耦合過(guò)程以及通過(guò)磁場(chǎng)的迂回方式受到影響，這就是磁性切換需要更長(zhǎng)時(shí)間和至少幾百飛秒的原因。 。

從馬克斯-普朗克研究所量子光學(xué)和微觀物理學(xué)中，馬克斯·玻恩研究所，在格賴夫斯瓦爾德和技術(shù)的格拉茨大學(xué)大學(xué)的研究人員組成的一個(gè)財(cái)團(tuán)只是現(xiàn)在已經(jīng)能夠操縱磁特性上一次的鐵磁材料的可見(jiàn)光的電場(chǎng)振蕩的范圍 - 并因此通過(guò)激光脈沖與電特性同步。這種影響能夠加速200倍，并使用時(shí)間分辨阿秒光譜法進(jìn)行測(cè)量和表示。研究人員在雜志上介紹了他們的實(shí)驗(yàn)性質(zhì)。

材料的組成作為一個(gè)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)

在阿秒光譜學(xué)中，磁性材料用超短激光脈沖轟擊并受到電子影響。“光閃爍引發(fā)了材料中固有的，通常是延遲的過(guò)程。電子激發(fā)轉(zhuǎn)化為磁性的變化，”直到最近在慕尼黑馬克斯普朗克量子光學(xué)研究所工作的Martin Schultze解釋說(shuō)，現(xiàn)任TU Graz實(shí)驗(yàn)物理研究所教授。由于鐵磁體與非磁性金屬的組合，所述實(shí)驗(yàn)中的磁反應(yīng)與電子反應(yīng)一樣快。“通過(guò)特殊的星座，我們?cè)诠鈱W(xué)上能夠?qū)崿F(xiàn)電荷載體的空間重新分布，從而導(dǎo)致磁性的直接相關(guān)變化，”MarkusMünzenberg說(shuō)。

舒爾茨對(duì)研究成功的規(guī)模充滿熱情：“從未觀察到如此快速的磁性現(xiàn)象。通過(guò)這種方式，超快磁性將具有全新的意義。” 柏林Max Born研究所的研究人員Sangeeta Sharma對(duì)使用計(jì)算機(jī)模型的基本過(guò)程進(jìn)行了預(yù)測(cè)，他們給人留下了深刻的印象：“我們期待在磁性和電子自旋發(fā)揮作用的所有應(yīng)用中，顯著提高開(kāi)發(fā)效率。”

朝向相干磁性的第一步

此外，研究人員在他們的測(cè)量中表明，觀測(cè)過(guò)程是連貫的：這意味著移動(dòng)電荷載體的量子力學(xué)波性質(zhì)得以保留。這些條件允許科學(xué)家使用單個(gè)原子作為信息載體而不是更大的材料單元，或者使用另一個(gè)特定延遲的激光脈沖來(lái)影響變化的磁性，從而推進(jìn)技術(shù)的小型化。“關(guān)于新的觀點(diǎn)，這可能導(dǎo)致類(lèi)似于磁性領(lǐng)域的奇妙發(fā)展，例如量子計(jì)算中的電子一致性，”Schultze希望如此，他現(xiàn)在領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)專注于實(shí)驗(yàn)物理研究所的阿秒物理學(xué)的工作組。