Короткие импульсы света, которые приводят во вращение атомы материала, могут быть использованы для переключения свойства, называемого ферроаксиальностью, что может позволить нам создавать очень стабильные и эффективные устройства памяти.
Магнитоподобные материалы имеют внутреннюю спираль, которую можно удержать только с помощью циркулярно поляризованных лазеров. Эндрю Островский/iStockphoto/Getty Images
Исследователи взяли под контроль ранее неуловимое поведение материала, похожее на магнетизм, которое может быть использовано для создания более совершенных жестких дисков в будущем.
Если поместить стержневой магнит в магнитное поле, он будет вращаться под его воздействием, но материал, обладающий свойством ферроаксиальности, остаётся неподвижным во всех известных физикам полях. Чжиян Цзэн из Института структуры и динамики вещества Общества Макса Планка в Германии и его коллеги нашли способ управлять ферроаксиальностью с помощью лазера.
Реклама
Обычные магнитные материалы можно представить себе как множество крошечных стержневых магнитов. Цзэн утверждает, что ферроаксиальные материалы точнее представить как совокупность диполей – двух разноимённых электрических зарядов, разделённых небольшим расстоянием, – которые вращаются в крошечных водоворотах. Он и его коллеги поняли, что могут управлять этими водоворотами с помощью импульсов лазерного света, но только если этот свет также содержит некоторую завихрённость.
Они настроили свои лазеры на получение циркулярно поляризованного света, который, попадая на ферроаксиальный материал (в данном случае — на соединение рубидия, железа, молибдена и кислорода), придавал атомам материала некоторое вращение. Это меняло направление движения диполей.
Член команды Михаэль Фёрст из Института структуры и динамики материи Общества Макса Планка говорит, что команда давно знала, что свет может быть мощным инструментом для управления материалами, например, превращая проводники в изоляторы и наоборот, но настройка его свойств таким образом, чтобы контролировать материал, представляла собой сложную техническую задачу.
«Это прекрасный результат в качестве доказательства принципа», — говорит Тео Расинг из Университета Радбауд в Нидерландах. Он утверждает, что этот материал добавляется к растущему списку возможностей создания более эффективных и стабильных устройств памяти — жёстких дисков, где информация хранится в виде структур электромагнитного заряда.
Однако в настоящее время для проведения эксперимента требуется охлаждение материала до температуры около -70 ° C (-94 ° F), а лазер команды был довольно большим, поэтому необходимо провести дополнительную работу, прежде чем создание практических устройств станет реальной возможностью, говорит Фёрст.
Наука DOI: 10.1126/science.adz5230
Источник: www.newscientist.com
