Физики впервые создали фотонный аналог альтермагнита
Фотонный кристалл заставил свет вести себя подобно частицам внутри альтермагнита. Разработка поможет изучать новую форму магнетизма и создавать энергоэффективные устройства.
Источник: Новости науки.
МОСКВА, 4 августа /Новости науки/. Китайские и сингапурские физики впервые создали фотонный аналог альтермагнита. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Physics.
Разработка позволит изучать альтермагнетизм с помощью света и упростит создание фотонных спинтронных устройств. Такая электроника сможет передавать и обрабатывать информацию, используя свойства света и спина частиц, что потенциально снизит энергопотребление вычислительных систем.
«Нам впервые удалось соединить фотонику с разработкой альтермагнитных материалов — одним из передовых направлений физики конденсированных сред. Это открывает дорогу к фотонным спинтронным устройствам, которым для работы не потребуется внешнее намагничивание», — говорится в исследовании.
Открытие совершила группа ученых под руководством профессора Национального университета Сингапура Цю Чэнвэя. Физики создали магнитофотонный кристалл из повторяющихся узоров, образованных полными и половинчатыми цилиндрами из материалов на основе граната. Рядом с ними исследователи разместили постоянные магниты.
Взаимодействие света с цилиндрами и магнитным полем изменило свойства фотонов. В результате они стали вести себя так, как если бы находились внутри альтермагнитного материала. При этом созданной системой значительно легче управлять, чем свойствами известных твердых альтермагнетиков.
Альтермагнетизм считают третьей формой магнетизма наряду с ферромагнетизмом и антиферромагнетизмом. В альтермагнетиках магнитные моменты соседних атомов направлены противоположно и взаимно компенсируются, но особенности строения кристалла позволяют разделять состояния электронов с разными спинами.
Существование альтермагнетиков физики-теоретики предсказали в 2022 году. Впоследствии их свойства экспериментально обнаружили в нескольких материалах, включая соединение марганца и теллура. Однако управлять такими веществами пока сложно, поэтому фотонный аналог может стать удобной платформой для изучения альтермагнетизма и разработки новых устройств.
Разработка позволит изучать альтермагнетизм с помощью света и упростит создание фотонных спинтронных устройств. Такая электроника сможет передавать и обрабатывать информацию, используя свойства света и спина частиц, что потенциально снизит энергопотребление вычислительных систем.
«Нам впервые удалось соединить фотонику с разработкой альтермагнитных материалов — одним из передовых направлений физики конденсированных сред. Это открывает дорогу к фотонным спинтронным устройствам, которым для работы не потребуется внешнее намагничивание», — говорится в исследовании.
Открытие совершила группа ученых под руководством профессора Национального университета Сингапура Цю Чэнвэя. Физики создали магнитофотонный кристалл из повторяющихся узоров, образованных полными и половинчатыми цилиндрами из материалов на основе граната. Рядом с ними исследователи разместили постоянные магниты.
Взаимодействие света с цилиндрами и магнитным полем изменило свойства фотонов. В результате они стали вести себя так, как если бы находились внутри альтермагнитного материала. При этом созданной системой значительно легче управлять, чем свойствами известных твердых альтермагнетиков.
Альтермагнетизм считают третьей формой магнетизма наряду с ферромагнетизмом и антиферромагнетизмом. В альтермагнетиках магнитные моменты соседних атомов направлены противоположно и взаимно компенсируются, но особенности строения кристалла позволяют разделять состояния электронов с разными спинами.
Существование альтермагнетиков физики-теоретики предсказали в 2022 году. Впоследствии их свойства экспериментально обнаружили в нескольких материалах, включая соединение марганца и теллура. Однако управлять такими веществами пока сложно, поэтому фотонный аналог может стать удобной платформой для изучения альтермагнетизма и разработки новых устройств.
