Перемагничивание светом с круговой поляризацией.
 | Эта статья может содержать чрезмерные или неуместные ссылки на самостоятельно опубликованные источники . ( Ноябрь 2008 г. ) |
Обнаружен только совсем недавно, в 2006 году, CD Stanciu и F. Hansteen и опубликован в Physical Review Letters . [1] [2] этот эффект обычно называют полностью оптическим перемагничиванием . Этот метод перемагничивания относится к методу изменения намагниченности в магните просто с помощью света с круговой поляризацией , при котором направление намагничивания контролируется спиральностью света . В частности, направление углового момента фотонов задавало бы направление намагничивания без необходимости внешнего магнитного поля . Фактически, этот процесс можно рассматривать как аналог перемагничивания путем спиновой инжекции (см. также спинтронику ). Единственная разница состоит в том, что теперь угловой момент создается фотонами с круговой поляризацией, а не поляризованными электронами .
Хотя экспериментально продемонстрировано, механизм, ответственный за это полностью оптическое перемагничивание, еще не ясен и остается предметом дискуссий. Таким образом, пока неясно, существует ли обратный эффект Эйнштейна–де Гааса. [3] [4] отвечает за это переключение или процесс вынужденного комбинационного когерентного оптического рассеяния. [4] Однако, поскольку феноменологически это эффект, обратный магнитооптическому эффекту Фарадея , перемагничивание светом с круговой поляризацией называется обратным эффектом Фарадея .
Ранние исследования в плазме, [5] парамагнитные твердые тела, [4] диэлектрические магнитные материалы [6] [7] и ферромагнитные полупроводники [8] продемонстрировали, что возбуждение среды лазерным импульсом с круговой поляризацией соответствует действию эффективного магнитного поля. Однако до экспериментов Станчу и Ханстина полностью оптическое управляемое перемагничивание в стабильном магнитном состоянии считалось невозможным. [1]
В квантовой теории поля и квантовой химии эффект, при котором угловой момент, связанный с круговым движением фотонов, индуцирует угловой момент в электронах, называется фотомагнетоном . Это осевое магнитное поле, источником которого является угловой момент фотонов, иногда называют в литературе полем B. [9] [10]
Перемагничивание светом с круговой поляризацией — самый быстрый из известных способов перемагничивания и, следовательно, хранения данных: перемагничивание вызывается в фемтосекундном масштабе времени, что приводит к потенциальной около 100 ТБит скорости хранения данных /с.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Станчу, CD; Ханстин, Ф.; Кимель, А.В.; Кирилюк А.; Цукамото, А.; Ито, А.; Расинг, Т. (2007). «Полнооптическая магнитная запись с циркулярно поляризованным светом» (PDF) . Письма о физических отзывах . 99 (4): 047601. Бибкод : 2007PhRvL..99d7601S . doi : 10.1103/PhysRevLett.99.047601 . hdl : 2066/35144 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 17678404 . S2CID 21592912 .
- ^ CD Станчу, доктор философии. Диссертация, (2008) ISBN 978-90-902340-2-1
- ^ Барнетт, SJ (1915). «Намагничивание вращением». Физический обзор . 6 (4): 239–270. Бибкод : 1915PhRv....6..239B . дои : 10.1103/PhysRev.6.239 . ISSN 0031-899X .
- ^ Jump up to: а б с ван дер Зил, JP; Першан, П.С.; Мальмстрем, Л.Д. (1965). «Оптически индуцированная намагниченность, возникающая в результате обратного эффекта Фарадея». Письма о физических отзывах . 15 (5): 190–193. Бибкод : 1965PhRvL..15..190В . doi : 10.1103/PhysRevLett.15.190 . ISSN 0031-9007 .
- ^ Дешам, Ж.; Фитер, М.; Лагут, М. (1970). «Обратный эффект Фарадея в плазме». Письма о физических отзывах . 25 (19): 1330–1332. Бибкод : 1970PhRvL..25.1330D . doi : 10.1103/PhysRevLett.25.1330 . ISSN 0031-9007 .
- ^ Кимель, А.В.; Кирилюк А.; Усачев, П.А.; Писарев Р.В.; Балбашов А.М.; Расинг, Т. (2005). «Сверхбыстрое нетепловое управление намагниченностью мгновенными фотомагнитными импульсами». Природа . 435 (7042): 655–657. Бибкод : 2005Natur.435..655K . дои : 10.1038/nature03564 . hdl : 2066/33131 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 15917826 . S2CID 4431535 .
- ^ Ханстин, Фредрик; Кимель, Алексей; Кирилюк Андрей; Расинг, Тео (2005). «Фемтосекундное фотомагнитное переключение спинов в пленках ферримагнитных гранатов». Письма о физических отзывах . 95 (4): 047402. Бибкод : 2005PhRvL..95d7402H . doi : 10.1103/PhysRevLett.95.047402 . hdl : 2066/32505 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 16090839 .
- ^ Оива, А.; Мицумори, Ю.; Мория, Р.; Слупинский, Т.; Мунеката, Х. (2002). «Влияние оптической спиновой инжекции на ферромагнитно связанные спины Mn в полупроводниковом магнитном сплаве III-V (Ga, Mn) As». Письма о физических отзывах . 88 (13): 137202. Бибкод : 2002PhRvL..88m7202O . doi : 10.1103/PhysRevLett.88.137202 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 11955121 .
- ^ Ребей, А.; Холфельд, Дж. (2008). «Магнитооптический эффект Барнетта: свет с круговой поляризацией вызывает фемтосекундное перемагничивание». Буквы по физике А. 372 (11): 1915–1918. Бибкод : 2008PhLA..372.1915R . дои : 10.1016/j.physleta.2007.10.048 . ISSN 0375-9601 .
- ^ М.В. Эванс и Дж. П. Вигер, Загадочный фотон (Kluwer Academic Publishers, 1994)