Показать меню

Физики измерили намагниченность диэлектрика за одну триллионную долю секунды

Физики измерили намагниченность диэлектрика за одну триллионную долю секунды

Коллектив ученых из России, Германии, Швеции и Японии разработал способ изменить намагниченность диэлектрика, воздействуя на него сверхкороткими лазерными импульсами. Ученым удалось добиться времени изменения намагниченности в одну пикосекунду – это в 100 раз меньше, чем предполагалось ранее. Исследование поможет создавать новые системы обработки и хранения информации на основе магнитных материалов. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Статья ученых опубликована в журнале Science Advances, кратко о полученных результатах рассказывается в пресс-релизе РНФ.

Действуя на материал лазерами с фемтосекундными (одна квадриллионная секунды) импульсами, можно добиться его нагрева до значительных температур. В магнитных металлах, широко используемых в современной электронике, такой нагрев приводит к очень быстрым изменениям магнитного порядка, то есть упорядочения магнитных атомов материала. Это свойство можно использовать для сверхбыстрого управления намагниченностью, в том числе для создания новых высокоскоростных систем обработки информации. В магнитных диэлектриках лазерный нагрев намного слабее и намагниченность изменяется достаточно медленно, поэтому долгое время такие материалы не рассматривались в перспективе сверхбыстрого управления.

Ученые Физико-технического института (ФТИ) имени А.Ф. Иоффе РАН совместно с зарубежными коллегами нашли новый способ изменять намагниченность магнитных диэлектриков с высокой скоростью и при сверхбыстром лазерном воздействии.

В качестве объекта исследований физики выбрали диэлектрик оксид иттрия и железа (YIG), который пользуется популярностью в качестве модели для исследований и применяется в электронике. Ученые ФТИ синтезировали пленку YIG и затем измерили в ней сверхбыстрые изменения намагниченности на лазерной фемтосекундной установке. Чтобы вызвать изменение намагниченности, образец облучали сверхкороткими терагерцовыми лазерными импульсами. Для регистрации изменений намагниченности через образец пропускали второй лазерный луч видимого диапазона длин волн. Поляризация прошедшего через образец луча изменялась, что позволяло ученым сделать вывод и об изменении намагниченности материала, а также определить причины этого явления.

Ученые проследили, как созданное терагерцовыми импульсами возмущение из кристаллической решетки передается спиновой подсистеме, тем самым изменяя ориентацию магнитных моментов отдельных атомов материала. Оказалось, что это явление происходит за одну пикосекунду (триллионная доля секунды). Это время оказалось в 100 раз короче, чем то, которое рассчитали ученые, исходя из существующих моделей. Для объяснения этого экспериментального наблюдения ученые разработали новую теоретическую модель, которая показала, что сверхкороткие терагерцовые импульсы вызывают такие колебания кристаллической решетки YIG, которые меняют взаимодействия между магнитными атомами, приводя к изменению их взаимной ориентации, что и вызывает изменение намагниченности.

«Наши экспериментальные и теоретические результаты не только пролили свет на микроскопический механизм отклика намагниченности диэлектрика на лазерное возбуждение, но и показали, что в таких материалах возможна сверхбыстрая магнитная динамика. Это открывает интересные возможности для реализации новых механизмов управления магнитными материалами и структурами», – говорит один из авторов работы, доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник ФТИ имени А.Ф. Иоффе Роман Писарев.

Автор: Иван Петров
По материалам: polit
Загрузка...
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Загрузка...
Лента новостей
РСПП нашел угрозу свободному доступу в интернет в документах Минсвязи16:00Бомба времен Второй мировой войны стала причиной мощного взрыва, огромной воронки и землетрясения на западе Германии (ФОТО, ВИДЕО)15:57Леди Гага сыграет роль в фильме «Стражи Галактики 3»15:38Независимые АЗС пожаловались на «регуляторные тиски»15:19Роскомнадзор пригрозил Google крупным штрафом15:18Беглов попросил следователей проверить видео штаба Навального о подделке подписей15:18ФСБ сообщила о ликвидации в Саратове сторонника ИГ*, готовившего теракт15:00Навальный продал свою лояльность теневым дельцам и миллиардерам14:57Зеленский назначил своего «постпреда» в Крыму14:57В РФ впервые прекратили дело об оскорблении власти, 10 осталось14:38Угрожавшего самосожжением мужчину задержали в центре Москвы14:20Головастики помогают измерить радиоактивное загрязнение воды14:20Пластик способен образовать корку на морских скалах14:19Гендиректор «Магнита» ушла из-за разногласий с советом директоров14:19Жители поселка в Бурятии пожаловались Путину на пытки и террор со стороны добытчиков нефрита (ВИДЕО)14:00Роскомнадзор разослал запросы в преддверие введения закона о суверенном Рунете13:58СМИ узнали о новом лимите для легионеров в РПЛ13:57Бари Алибасов показал доказательство отравления психоактивными веществами13:56Экс-глава «Росгеологии» занял пост первого вице-президента Газпромбанка13:56Дума завернула законопроект о запрете применять статью об ОПС к предпринимателям13:56