希伯来大学的一项新研究揭示了光和磁之间以前未知的联系。这一发现可能导致超快速光控存储技术和检测光磁性部分的创新传感器。这一突破有望彻底改变我们在各行各业存储数据和构建设备的方式。
耶路撒冷希伯来大学应用物理与电气工程研究所自旋电子学实验室主任Amir Capua教授宣布了光磁相互作用领域的关键突破。该团队的意外发现揭示了一种机制，其中光学激光束控制固体中的磁态，有望在各个行业中得到切实应用。
“这一突破标志着我们对光和磁材料之间相互作用的理解发生了范式转变，”Capua教授说。“它为光控高速存储器技术铺平了道路，特别是磁阻随机存取存储器和创新的光学传感器开发。事实上，这一发现标志着我们对光磁动力学的理解有了重大飞跃。
该研究通过揭示被忽视的光的磁性方面来挑战传统思维，由于与光辐射的快速行为相比，磁铁的响应速度较慢，因此通常受到的关注较少。通过他们的调查，该团队解开了一个新的理解：快速振荡的光波的磁性成分具有控制磁铁的能力，重新定义了原理物理关系。有趣的是，确定了描述相互作用强度的基本数学关系，并将光磁场的振幅、频率和磁性材料的能量吸收联系起来。
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：“我们通过使用在量子计算和量子光学界建立的原理，但在自旋电子学和磁学界却不那么重要。当磁性材料和辐射处于完美平衡状态时，磁性材料和辐射之间的相互作用就得到了很好的确立。然而，到目前为止，对辐射和磁性材料不处于平衡状态的情况进行了非常片面的描述。这种非平衡状态是量子光学和量子计算技术的核心。通过对磁性材料中这种非平衡状态的研究，同时借鉴了量子物理学的原理，我们巩固了磁体甚至可以对光的短时间尺度做出反应的基本理解。此外，事实证明，这种互动非常重要和有效。
“我们的研究结果可以解释过去2-3年中报道的各种实验结果，”Capua解释说。
“这一发现具有深远的意义，特别是在使用光和纳米磁体进行数据记录的领域，”Capua教授说。“它暗示了超快速和节能光控MRAM的潜在实现，以及不同部门信息存储和处理的巨大转变。
此外，在这一发现的同时，该团队还引入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，这种尖端设计在各种应用中提供了多功能性和集成性，有可能以多种方式彻底改变利用光的传感器和电路设计。
这项研究是由自旋电子学实验室的博士候选人Benjamin Assouline先生进行的，他在这一发现中发挥了至关重要的作用。认识到其突破的潜在影响，该团队已经申请了几项相关专利。
该研究得到了以色列科学基金会，彼得·布罗伊德创新工程和计算机科学中心以及耶路撒冷希伯来大学纳米科学和纳米技术中心的支持
文章标题为”Landau-Lifshitz-Gilbert方程中出现的磁化态的螺旋度依赖性光学控制“发布在《物理评论研究》上，可以在这里访问。
