Физики изменили магнитные свойства полупроводника с помощью света
Инфракрасное излучение позволило быстро изменить намагниченность полупроводника. Исследователи объяснили результат возникновением отклика, который действует подобно внутреннему магнитному полю.
Источник: Новости науки
МОСКВА, 28 сентября /Новости науки/. Физики показали, как с помощью инфракрасного света сверхбыстро изменять намагниченность магнитного полупроводника. Об этом говорится в статье, опубликованной в Nature Communications.
Исследователи работали со слоистым соединением хрома, германия и теллура — Cr₂Ge₂Te₆. Оно сочетает свойства полупроводника и ферромагнетика: магнитные моменты его атомов могут упорядочиваться, создавая общую намагниченность.
На образец направили ближний инфракрасный свет. В ответ возник эффект, который действовал подобно внутреннему магнитному полю и влиял на намагниченность материала. Его называют нелинейным эффектом Эдельштейна. По данным авторов, изменение магнитного состояния было связано с действием света, а не с нагревом образца.
Особенность опыта заключается в строении кристалла: он обладает центром симметрии. В таких материалах свойства симметрии обычно мешают напрямую менять намагниченность с помощью электрического поля световой волны. Обнаруженный отклик позволил обойти это ограничение. «В этой работе мы демонстрируем нетепловое, сверхбыстрое управление ферромагнетизмом в центросимметричном полупроводнике ван-дер-ваальсова типа Cr₂Ge₂Te₆ с помощью резонансного нелинейного эффекта Эдельштейна», — пишут авторы статьи.
Чтобы проследить за изменением намагниченности, физики регистрировали терагерцовое электромагнитное излучение, которое испускал образец. Они также проверили, как этот сигнал зависит от температуры, интенсивности и поляризации падающего света. Полученные результаты согласовались с моделью, описывающей действие внутреннего эффективного магнитного поля на материал.
Исследователи работали со слоистым соединением хрома, германия и теллура — Cr₂Ge₂Te₆. Оно сочетает свойства полупроводника и ферромагнетика: магнитные моменты его атомов могут упорядочиваться, создавая общую намагниченность.
На образец направили ближний инфракрасный свет. В ответ возник эффект, который действовал подобно внутреннему магнитному полю и влиял на намагниченность материала. Его называют нелинейным эффектом Эдельштейна. По данным авторов, изменение магнитного состояния было связано с действием света, а не с нагревом образца.
Особенность опыта заключается в строении кристалла: он обладает центром симметрии. В таких материалах свойства симметрии обычно мешают напрямую менять намагниченность с помощью электрического поля световой волны. Обнаруженный отклик позволил обойти это ограничение. «В этой работе мы демонстрируем нетепловое, сверхбыстрое управление ферромагнетизмом в центросимметричном полупроводнике ван-дер-ваальсова типа Cr₂Ge₂Te₆ с помощью резонансного нелинейного эффекта Эдельштейна», — пишут авторы статьи.
Чтобы проследить за изменением намагниченности, физики регистрировали терагерцовое электромагнитное излучение, которое испускал образец. Они также проверили, как этот сигнал зависит от температуры, интенсивности и поляризации падающего света. Полученные результаты согласовались с моделью, описывающей действие внутреннего эффективного магнитного поля на материал.
