日本物理學家用激光實現了快速的磁開關
時變磁圖像（a）Gd26％樣品和（b）Gd22％樣品。 在Gd26％樣品中，觀察到明顯的自旋反轉。 然而，在Gd22％樣品中，波狀磁化調製沿徑向方向各向同性地傳播。來源：大阪大學
從一塊鐵和一個線圈或電線或另一個磁鐵製造磁鐵是一個簡單的實驗。一個外部的電場或磁場可以使鐵原子中的一組原子在一段時間內保持一致，這樣它們就可以利用自己的永久磁場。類似的加速進程存儲計算機硬碟上的信息。一種特殊的磁性例子，被稱為鐵磁性，可以實現更快的磁性切換，從而大大提高了計算機處理信息的方式。
現在，由大阪大學物理學家率領的國際研究小組對鐵磁性材料的成分如何影響它們與光的相互作用提供了新的見解。他們最近在Applied Physics Express上報道了他們的發現。
合作者HidenoriFujiwara說：「我們知道激光脈衝可以反轉某些亞鐵磁性合金中的磁化，但光也影響材料的其他性能。為了更多地了解磁性與光的相互作用，我們研究了含有不同比例的釓的亞鐵磁薄膜的自旋動力學。」
鐵磁材料可以被認為是在材料中不同位置電子旋轉的混合物。一些旋轉可能相互抵消，但一定有剩餘磁化將保持。在材料上激發超快激光脈衝可以完全翻轉旋轉方向，反轉磁性，或者可能破壞旋轉，導致稱為自旋進動的一種擺動。這種行為類型主要取決於材料的溫度和組成。
研究人員使用了一種先進的同步加速器測量裝置，在他們之前的研究中發現，合金的組成稍微改變，大大改變了其對激光脈衝的響應。在薄膜中稍微多一點的釓就會導致磁旋的翻轉;在室溫下旋轉旋進的程度稍低。
研究人員的設置還可以在激光脈衝後幾納秒內顯現自旋進動的波狀特性。他們表明，精確度的角度或旋轉擺動的角度是迄今為止報道中最大的。
「這些是具有許多不同相互作用特性的複雜系統，但是我們已經提出了亞鐵磁合金的組成與其與光的磁性相互作用之間的一些明確的關係，從基礎物理角度來看，理解這些行為是很重要的，而且在高級電子設備中應用這些材料系統至關重要。」合著者Akira Sekiyama說。
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