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
Резидент «Сколково» привлек 400 тысяч долларов на борьбу с онкозаболеваниями15:19Путин рассказал о планах производства военной техники в Узбекистане15:19Сергей Бондаренко умер: солист группы "Нэнси" умер на 32 году жизни15:00Самолет Минобороны РФ упал в воду около Должанской косы14:57Кто лучше: старому и новому Форд Fiesta устроили лобовое столкновение14:57Суд отказался освободить братьев Кокориных из-под стражи14:38Директор Фонда кино ушел в отставку14:38Минтруд определил срок введения электронного кадрового документооборота14:38РПЦЗ разорвала отношения с Константинопольским патриархатом14:00Роскомнадзор подготовил антипиратский меморандум13:58США сняли санкции с Рогозина13:57Экс-главе Хакасии нашли новую должность13:57«Урал» начал выпуск и реализацию трехосевых уличных грузовиков?13:38Украинцам выплатят 800 млн сэкономленных субсидий13:38Блокчейн-технологии в кино и продвижение российской анимации на мировой рынок обсудят на форуме13:19Золотова не устроил ответ Навального на вызов на дуэль13:02РПЦЗ прекратила евхаристическое общение с Константинополем13:01Глава Архангельской области согласился на ввоз мусора не только из Москвы12:38Тысячи человек пришли проститься с погибшими в Керчи12:37CW снимет комедийный сериал по «Портрету Дориана Грея»12:19