Riċerkaturi fl-Università ta’ Basel u l-ETH fi Zurich irnexxielhom jibdlu l-polarità ta’ ferromagnet speċjali permezz ta’ raġġ tal-laser. Fil-futur, dan il-metodu jista 'jintuża biex jinħolqu ċirkwiti elettroniċi adattabbli bid-dawl.
F'ferromagnet, il-forzi magħquda qed jaħdmu. Sabiex labra tal-kumpass tipponta lejn it-tramuntana jew kalamita tal-friġġ teħel mal-bieb tal-friġġ, għadd ta 'elettroni jduru ġewwa fihom, li kull wieħed minnhom biss joħloq kamp manjetiku ċkejken, kollha jeħtieġ li jingħaqdu fl-istess direzzjoni. Dan iseħħ permezz ta 'interazzjonijiet bejn l-ispins, li għandhom ikunu aktar b'saħħithom mill-moviment termali diżordinat ġewwa l-ferromagnet. Jekk it-temperatura tal-materjal hija taħt valur kritiku, issir ferromanjetika.
Bil-maqlub, biex tinbidel il-polarità ta 'ferromagnet, wieħed ġeneralment jeħtieġ li l-ewwel jissaħħan 'il fuq mit-temperatura kritika tiegħu. L-elettron spins jistgħu mbagħad jorjentaw mill-ġdid lilhom infushom, u wara li jiksħu, il-kamp manjetiku tal-ferromagnet eventwalment jipponta f'direzzjoni differenti.
Tim ta' riċerkaturi mmexxi mill-Prof. Dr. Tomasz Smoleński fl-Università ta' Basel u mill-Prof. Dr. Ataç Imamoğlu fl-ETH fi Zurich issa rnexxielhom iġibu tali ri-orjentazzjoni bl-użu tad-dawl-mingħajr ebda tisħin. Huma ppubblikaw ir-riżultati tagħhom fiNatura.
Interazzjonijiet u topoloġija
"Dak li hu eċċitanti dwar ix-xogħol tagħna huwa li ngħaqqdu t-tliet suġġetti kbar fil-fiżika moderna tal-materja kondensata f'esperiment wieħed: interazzjonijiet qawwija bejn l-elettroni, it-topoloġija u l-kontroll dinamiku," jgħid Imamoğlu.
Biex jinkiseb dan, ir-riċerkaturi użaw materjal speċjali li jikkonsisti f'żewġ wejfer-saffi irqaq tad-ditellurur tal-molibdenu semikonduttur organiku, li huma kemmxejn mibrumin fir-rigward ta 'xulxin.
F'materjali bħal dawn, jistgħu jiffurmaw l-hekk-stati topoloġiċi. Sempliċement, l-istati topoloġiċi jistgħu jiġu kkaratterizzati bbażati fuq kif jidhru: ballun (l-ebda toqba) jew donut (toqba waħda). Importanti, ballun ma jistax jinbidel f'donut b'deformazzjoni sempliċi, li jfisser li l-istati topoloġiċi huma definiti b'mod inekwivoku u permanenti.
Fl-esperimenti l-ġodda ko-ssorveljati minn Smoleński u Imamoğlu, l-elettroni jistgħu jiġu rranġati bejn stati topoloġiċi bħal dawn li huma iżolanti u stati metalliċi li qed imexxu. B'mod notevoli, l-interazzjonijiet jikkawżaw li l-elettron spins fiż-żewġ stati jallinjaw paralleli ma 'xulxin, u jbiddlu l-materjal f'ferromagnet.
"Ir-riżultat ewlieni tagħna huwa li nistgħu nużaw polz tal-laser biex nibdlu l-orjentazzjoni kollettiva tal-ispins," jgħid Olivier Huber, Ph.D. student fl-ETH, li wettaq l-esperimenti flimkien mal-kollega tiegħu Kilian Kuhlbrodt u Tomasz Smoleński. Ftit snin ilu, dan kien diġà sar għal elettroni singoli, iżda issa nkiseb il-"bdil" jew il-bidla tal-polarità tal-ferromagnet kollu.
"Dan il-bdil kien permanenti u, barra minn hekk, it-topoloġija tinfluwenza d-dinamika tal-bidla," jgħid Smoleński.
Skopri l-aħħar fix-xjenza, it-teknoloġija u l-ispazju b'over100,000 abbonatli jiddependu fuq Phys.org għal għarfien ta’ kuljum. Irreġistra għan-newsletter b'xejn tagħna u tikseb aġġornamenti dwar skoperti, innovazzjonijiet, u riċerka li huma importanti-kuljum jew kull ġimgħa.
Abbona
Kontroll dinamiku tal-ferromagnet
B'dan il-mod, il-polz tal-lejżer jista 'jintuża wkoll biex tiġbed linji tal-konfini ġodda, li ġewwa fihom jinsab l-istat ferromanjetiku topoloġiku. Dan jista 'jsir ripetutament, sabiex ikun possibbli kontroll dinamiku tal-proprjetajiet topoloġiċi u ferromanjetiċi.
Biex juri li l-ferromagnet ċkejkna, li huwa biss ftit mikrometri fid-daqs, kien fil-fatt biddel il-polarità tiegħu, ir-riċerkaturi kejlu r-rifless tat-tieni, raġġ tal-laser ħafna aktar dgħajfa. Din ir-riflessjoni żvelat l-orjentazzjoni tal-ispins tal-elettroni.
"Fil-futur, se nkunu nistgħu nużaw il-metodu tagħna biex niktbu ottikament ċirkwiti topoloġiċi arbitrarji u adattabbli fuq ċippa," jgħid Smoleński. Dan l-approċċ jista 'mbagħad jintuża biex jinħolqu interferometri ċkejkna, li bihom jistgħu jitkejlu kampi elettromanjetiċi estremament żgħar.
