Перемагничивание циркулярно поляризованным светом - Magnetization reversal by circularly polarized light

Обнаружен только в 2006 году C.D. Stanciu и F. Hansteen и опубликованы в Письма с физическими проверками,[1][2] этот эффект обычно называют полностью оптическое перемагничивание. Этот метод перемагничивания относится к методу реверсирования намагничивания в магните просто путем круговой поляризованный свет и где направление намагничивания контролируется светом спиральность. В частности, направление угловой момент из фотоны установил бы направление намагничивания без необходимости внешнего магнитное поле. Фактически, этот процесс можно рассматривать как аналог перемагничивания посредством спин-инъекция (смотрите также спинтроника ). Единственное отличие состоит в том, что теперь угловой момент обеспечивают циркулярно поляризованные фотоны вместо поляризованных. электроны.

Хотя экспериментально продемонстрирован механизм, ответственный за это полностью оптическое перемагничивание, еще не ясен и остается предметом споров. Таким образом, пока не ясно, является ли обратный Эффект Эйнштейна – де Гааза[3][4] отвечает за это переключение или за процесс вынужденного комбинационного когерентного оптического рассеяния.[4] Однако, поскольку феноменологически это обратный эффект магнитооптический эффект Фарадея, перемагничивание циркулярно поляризованным светом называется обратный эффект Фарадея.

Ранние исследования в плазме,[5] парамагнитные твердые тела,[4] диэлектрические магнитные материалы[6][7] и ферромагнитные полупроводники[8] показали, что возбуждение среды циркулярно поляризованным лазерным импульсом соответствует действию эффективного магнитного поля. Однако до экспериментов Станчу и Ханстина полностью управляемое оптическое 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 фотомагнетон. Это аксиальное магнитное поле, источником которого является угловой момент фотонов, иногда упоминается в литературе как поле B.[9][10]

Перемагничивание светом с круговой поляризацией - это самый быстрый из известных способов перемагничивания и, следовательно, хранения данных: перемагничивание индуцируется на фемтосекунда шкала времени - это означает потенциал около 100 TBit / с скорость хранения данных.

Рекомендации

  1. ^ а б Stanciu, C.D .; Hansteen, F .; Kimel, A. V .; Кирилюк, А .; Цукамото, А .; Ито, А .; Расинг, Чт. (2007). «Полностью оптическая магнитная запись с круговой поляризацией света» (PDF). Письма с физическими проверками. 99 (4). Дои:10.1103 / PhysRevLett.99.047601. ISSN  0031-9007.
  2. ^ К. Д. Станчу, Ph.D. Диссертация, (2008) ISBN  978-90-902340-2-1
  3. ^ Барнетт, С. Дж. (1915). «Намагничивание вращением». Физический обзор. 6 (4): 239–270. Дои:10.1103 / PhysRev.6.239. ISSN  0031-899X.
  4. ^ а б c van der Ziel, J. P .; Першан, П. С .; Мальмстрем, Л. Д. (1965). «Оптически-индуцированное намагничивание в результате обратного эффекта Фарадея». Письма с физическими проверками. 15 (5): 190–193. Дои:10.1103 / PhysRevLett.15.190. ISSN  0031-9007.
  5. ^ Deschamps, J .; Fitaire, M .; Лагутт, М. (1970). «Обратный эффект Фарадея в плазме». Письма с физическими проверками. 25 (19): 1330–1332. Дои:10.1103 / PhysRevLett.25.1330. ISSN  0031-9007.
  6. ^ Kimel, A. V .; Кирилюк, А .; Усачев, П. А .; Писарев, Р. В .; Балбашов, А. М .; Расинг, Чт. (2005). «Сверхбыстрый нетепловой контроль намагничивания мгновенными фотомагнитными импульсами». Природа. 435 (7042): 655–657. Дои:10.1038 / природа03564. ISSN  0028-0836.
  7. ^ Ханстин, Фредрик; Кимел, Алексей; Кирилюк Андрей; Расинг, Тео (2005). «Фемтосекундное фотомагнитное переключение спинов в ферримагнитных пленках граната». Письма с физическими проверками. 95 (4). Дои:10.1103 / PhysRevLett.95.047402. HDL:2066/32505. ISSN  0031-9007.
  8. ^ Oiwa, A .; Mitsumori, Y .; Мория, Р .; Слупинский, Т .; Мунеката, Х. (2002). "Влияние оптической инжекции спина на ферромагнитно связанные спины Mn в полупроводнике из магнитного сплава III-V (Ga, Mn) As". Письма с физическими проверками. 88 (13). Дои:10.1103 / PhysRevLett.88.137202. ISSN  0031-9007.
  9. ^ Ребей, А .; Hohlfeld, J. (2008). «Магнитооптический эффект Барнетта: циркулярно поляризованный свет, индуцированный фемтосекундным перемагничиванием». Письма о физике A. 372 (11): 1915–1918. Дои:10.1016 / j.physleta.2007.10.048. ISSN  0375-9601.
  10. ^ М. В. Эванс и Дж. П. Вижье, Загадочный фотон (Kluwer Academic Publishers, 1994)