MIT 的物理学家诈欺光初次在一种材料中创造出握久的全新磁性状况。
根据近期发表在 Nature 上的探求，探求团队使用一种太赫兹激光（回荡频率逾越每秒一万亿次的光源）平直引发了反铁磁材料中的原子。通过将激光频率调谐到材料原子之间的当然振动频率，他们告捷改变了原子自旋的均衡状况，开导材料插足了一种新的磁性状况。
这一发现为阻挡和切换反铁磁材料提供了全新道路。这类材料在信息经管和存储本事中展现出庞大的应用后劲。
在常见的磁性材料中，原子自旋方针一致，因此容易受到外部磁场的影响。然则，反铁磁材料的原子自旋呈轮流胪列，造成“上-下-上-下”的结构，自旋互相对消，导致材料举座的净磁化为零，从而不受外部磁场的打扰。
要是能够用反铁磁材料制造存储芯片，数据不错被写入到材料的微不雅磁域中。举例，某种特定的自旋确立（如“上-下”）可暗意比特“0”，而另一种确立（如“下-上”）则暗意比特“1”。这种芯片的数据存储具有极强的抗磁打扰材干。
因此，反铁磁材料被以为是现存磁性存储本事的理思替代品。然则，若何可靠地阻挡这些材料并切换其磁性状况仍然是一个首要挑战。
“反铁磁材料非常踏实，不会受到外部磁场的影响。”MIT 物理学训诫 Nuh Gedik 解释说念，“但这种踏实性也让它们难以被阻挡，因为它们对弱磁场并不解锐。”
通过精确编削的太赫兹光，探求团队完了了对反铁磁材料的可控切换，使其插足新的磁性状况。这一后果或将激动将来建设存储更多半据、能耗更低且更紧凑的芯片，收获于反铁磁体的磁域踏实性。
“传统上，这类反铁磁材料极难调控。”Gedik 补充说念，“但当今咱们有了不错精确阻挡它们的新体式。”
这项探求由 Gedik 训诫领衔，团队成员包括来自 MIT 的 Batyr Ilyas、Tianchuang Luo、Alexander von Hoegen、Zhuquan Zhang 和 Keith Nelson，以及来自德国马普结构与能源学探求所、西班牙巴斯克大学、韩国首尔国立大学和纽约 Flatiron 探求所的结合者。
冲突均衡
由 Gedik 训诫携带的团队一直专注于建设操控量子材料的新体式。这些材料因其原子之间的复杂互相作用，常展现突出异的物理特色。
“频繁情况下，咱们会诈欺光来引发材料，以探求其内在结构和特色。”Gedik 解释说念，“举例，为什么一种材料会呈现反铁磁特色？是否不错通过微扰其里面互相作用，将它变成铁磁体？”
在最新探求中，团队接受了 FePS₃ 动作探求对象。这种材料在接近 118 K（-155℃）的临界温度下会插足反铁磁相。
探求东说念主员揣摸，要是能够诊疗该材料中的原子振动，ag百家乐下三路或者不错阻挡其磁性相变历程。
“在固体材料中，你不错将原子思象成一个个花样胪列的小球，它们通过‘弹簧’相互聚集。”团队成员 Alexander von Hoegen 解释，“要是你拉动一个原子，它会以某种特定频率振动，而这个频率频繁位于太赫兹鸿沟。”
这些原子的振动表情与自旋的互相作用密不能分。探求团队设思，要是使用与原子集体振动频率（即声子频率）相匹配的太赫兹光源来引发材料，不仅不错引发原子的振动，还可能冲突其自旋胪列的精妙均衡。当这种均衡被冲突时，某一方针的自旋可能会变得更强，造成优先方针，使材料插足一种全新的、具有有限磁化的状况。
“这种体式一举两得：既能引发原子的太赫兹振动，又能让振动与自旋耦合。”Gedik 讲究说念。
振动并写入全新磁性状况
为了考据表面，探求团队使用了由首尔国立大学结合者合成的 FePS₃ 样品。推行中，他们将样品摈弃在真空腔内，并冷却至 118 开尔文及以下的温度。随后，诈欺近红外光束照耀有机晶体，生成太赫兹脉冲。这些晶体不错将光转机为太赫兹频率，进而将太赫兹脉冲指点至样品。
“咱们诈欺太赫兹脉冲改变样品的状况。”团队成员 Tianchuang Luo 说说念，“这相当于在样品中‘写入’了一种新的磁性状况。”
为了考据这种状况变化是否告捷，探求团队向样品投射了两束具有违犯圆偏振的近红外激光。要是太赫兹脉冲未引发变化，两束激光透射后的强度各别应为零。然则，推行中不雅察到的强度各别，恰是材料从反铁磁状况搬动为新磁性状况的平直把柄。
“只好出现这种各别，就解释咱们通过太赫兹脉冲振动原子，告捷开导了材料插足一种全新的磁性状况。”Batyr Ilyas 解释说念。
在推行中，探求团队屡次不雅察到，太赫兹脉冲能够踏实地将反铁磁材料切换到新的磁性状况。这种搬动的握续时刻远超预期：即使激光关闭后，状况仍然能够保管数毫秒之久。
“以往的探求曾经在其他系统中不雅察到光开导的相变，但这些相变频繁非常有顷，仅握续皮秒级（万亿分之一秒），”Gedik 补充说念。
数毫秒的时刻窗口为科学家提供了探求这一暂时新状况特色的可贵契机。在材料复原至原始反铁磁性之前，科学家不错进一步探究若何优化这一状况的调控技能，找到更多不错精致诊疗反铁磁材料的“旋钮”，为下一代存储本事的发展奠定基础。
这项探求获得了好意思国能源部材料科学与工程基础能源科学办公室以及 Gordon and Betty Moore 基金会的部分资助撑握。
原文流畅：
https://news.mit.edu/2024/physicists-magnetize-material-using-light-1218AG真人百家乐靠谱吗