Оптико-магнитная технология пятикратного увеличения эффективности крутящего момента
Исследователи из Университета Тохоку достигли значительного прогресса в области оптомагнитных технологий, наблюдая оптомагнитный момент, примерно в пять раз более эффективный, чем в обычных магнитах. Этот прорыв, совершенный под руководством Коки Нукуи, доцента Сатоси Иихамы и профессора Сигеми Мидзуками, имеет далеко идущие последствия для развития технологий спиновой памяти и хранения данных на основе света. Оптомагнитный момент — это метод, который позволяет генерировать силу на магнитах и может быть использовано для более эффективного изменения направления магнитов с помощью света. Создав нанопленки из сплава, содержащего до 70% платины, растворенной в кобальте, было обнаружено, что уникальные релятивистские квантово-механические эффекты платины значительно усиливают магнитный момент. Исследование показало, что усиление оптико-магнитного момента объясняется орбитальным угловым моментом электронов, создаваемым циркулярно поляризованным светом, и релятивистскими квантово-механическими эффектами. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Рис.1. При падении циркулярно поляризованного света перпендикулярно поверхности нанотонкой пленки кобальт-платинового сплава, состоящего из кобальта и платины, возникает оптомагнитный момент (красный и синий векторы), который изменяет направление намагниченности (черный вектор). Оптомагнитный момент состоит из компонентов вне плоскости (красный вектор) и в плоскости (синий вектор). Credit: Nukui et al.
Полученные результаты не только дают новое представление о физике орбитального углового момента электронов в металлических магнитных материалах, но и способствуют разработке высокоэффективных технологий спиновой памяти и хранения данных, использующих свет для записи информации.
Исследование совпадает с растущим интересом к технологиям оптико-электронного синтеза, объединяющим электронные и оптические технологии для приложений следующего поколения. Это открытие знаменует собой значительный шаг вперед в управлении наномагнитными материалами с помощью света и магнетизма.
Рис.2. Примеры экспериментальных данных по осцилляции намагниченности под действием оптико-магнитного момента, измеренного с помощью зондового времяразрешенного магнитооптического эффекта Керра:
(a) нанотонкая пленка кобальта;
(b) нанотонкая пленка кобальта-платины (концентрация платины составляет 65% атомного отношения);
(c) зависимость от концентрации платины величины оптико-магнитных моментов, оцененных по измеренным осцилляциям намагниченности.
С увеличением концентрации платины увеличиваются как внутриплоскостные, так и внеплоскостные крутящие моменты. Credit: Nukui et al.
