希伯来大学最近进行的研究揭示了光和磁之间以前未知的联系。 这一发现为光控超快存储器技术的发展以及能够检测光磁元件的开创性传感器铺平了道路。 这一进步有望改变多个行业的数据存储实践和设备制造。
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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光学激光束控制固体磁态的机制，有望在各个行业中实际应用。
这一突破标志着我们对光和磁性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（MRAM）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，与光辐射的快速行为相比，磁体的响应速度较慢，因此通常受到的关注较少。 通过他们的研究，该团队解锁了一个新的理解：快速振荡的光波的磁性成分具有控制磁铁的能力，重新定义了物理关系的原理。 有趣的是，确定了描述相互作用强度的基本数学关系，并且光磁场的振幅和频率与磁性材料的能量吸收有关。
这一重大发现与量子技术领域密切相关，量子技术巧妙地结合了量子计算和量子光学的原理，这在科学界几乎从不重叠。 磁性材料与完美平衡中的辐射相互作用已得到广泛认可。 然而，我们对这种不平衡的理解仍然非常有限。 这种非平衡状态是量子光学和量子计算技术的核心。 通过深入研究磁性材料中的这种非平衡态，并借鉴量子物理学的原理，我们已经能够加深对磁体和光之间相互作用的理解。 事实证明，这种互动非常重要和有效。 “我们的研究结果能够解释过去2-3年报道的各种实验的结果。 卡普阿解释道。
这一发现的影响是深远的，特别是在使用光和纳米磁体的数据记录领域。 “它预示着超快速和节能的光控MRAM的实现，以及不同部门信息存储和处理的巨大转变。 Capua教授补充道。 同时，该团队开发了一种能够检测光磁部件的专用传感器。 与传统传感器相比，这种尖端设计提供了更大的多功能性和集成度，并有望彻底改变各种应用中光传感器和电路的设计。 这项研究由自旋电子学实验室的博士生Benjamin Assouline先生领导，他在这一突破性发现中发挥了至关重要的作用。 为了充分发挥这一突破的潜力，该团队已经申请了多项相关专利。 参考资料：Benjamin Assouline 和 Amir Capua，2024 年 1 月 3 日，“Landau-Lif***Z-Gilbert 方程磁化状态的螺旋相关光学控制**”，发表在《物理评论研究》杂志上。
doi： 10.1103/physrevresearch.6.013012
该研究得到了以色列科学学会**、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。