科学家发现光与磁之间的突破性联系

2024年02月10日 16:31 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

希伯来大学最近进行的研究发现了光与磁性之间以前未知的联系。这一发现为开发由光控制的超快存储技术以及能够检测光的磁性成分的先驱传感器铺平了道路。预计这一进展将改变数据存储实践和多个领域的设备制造。

耶路撒冷希伯来大学应用物理和电气工程研究所自旋电子学实验室主任阿米尔-卡普亚教授宣布了光磁相互作用领域的一项关键性突破。该团队的这一意外发现揭示了光学激光束控制固体磁性状态的机制,有望在各行各业得到切实应用。

卡普亚教授说:"这一突破标志着我们对光与磁性材料之间相互作用的理解发生了范式转变。它为光控高速存储技术,特别是磁阻随机存取存储器(MRAM)和创新光学传感器的开发铺平了道路。事实上,这一发现标志着我们对光磁动力学理解的重大飞跃。"

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利用光束进行磁记录(应用)。资料来源:Amir Capua

与光辐射的快速行为相比,磁铁的反应速度较慢,因此通常较少受到关注。通过研究,研究小组得出了一个新的认识:快速振荡光波的磁性成分具有控制磁铁的能力,从而重新定义了物理原理关系。有趣的是,他们发现了一种描述相互作用强度的基本数学关系,它将光的磁场振幅、频率和磁性材料的能量吸收联系在一起。

这一发现与量子技术领域密切相关,并结合了迄今为止几乎没有重叠的两个科学界的原理:"我们是利用量子计算和量子光学界公认的原理,但在自旋电子学和磁学界却不太适用的原理,才得出这一认识的,当磁性材料和辐射处于完全平衡状态时,二者之间的相互作用已被充分证实。然而,迄今为止,人们对辐射和磁性材料不平衡的情况只做了非常片面的描述。这种非平衡状态是量子光学和量子计算技术的核心。我们借用量子物理学的原理,对磁性材料中的这种非平衡状态进行了研究,从而获得了磁体甚至可以对光的短时间尺度做出反应的基本认识。此外,这种相互作用被证明是非常重要和有效的。我们的发现可以解释过去二三十年间报道的各种实验结果。"

这一发现具有深远的意义,特别是在利用光和纳米磁体进行数据记录的领域。它预示着超高速、高能效光控 MRAM 的潜在实现,以及各行各业信息存储和处理领域的重大变革。

此外,在发现这一发现的同时,研究小组还推出了一种能够检测光的磁性部分的专用传感器。与传统传感器不同的是,这种尖端设计提供了各种应用的多功能性和集成性,有可能彻底改变以各种方式利用光的传感器和电路设计。

这项研究由自旋电子学实验室的博士候选人 Benjamin Assouline 负责,他在这一突破性发现中发挥了至关重要的作用。由于认识到这一突破的潜在影响,该团队已申请了多项相关专利。

编译来源:ScitechDaily

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