과학자들이 자석 내부에 빛을 가두다

By City College of New York2023년 8월 20일

과학자들은 특정 자성 물질 내에 빛을 가두는 것이 본질적인 특성을 크게 향상시킬 수 있다는 것을 발견했습니다. 그들의 연구에서는 강력한 엑시톤을 호스팅하여 빛을 독립적으로 가둘 수 있는 특정 층 자석을 조사했습니다. 자기 발생에 대한 이 물질의 광학적 반응은 일반 자석의 광학적 반응보다 훨씬 더 강합니다.

연구원들은 특정 자성 물질에 빛을 가두는 것이 그 특성을 크게 증폭시켜 자성 레이저와 같은 잠재적인 혁신과 광학적으로 제어되는 자성 메모리에 대한 새로운 관점을 제공할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

Vinod M. Menon과 The City College of New York의 그의 팀이 수행한 획기적인 연구에서는 자성 물질 내에 빛을 가두는 것이 본질적인 특성을 크게 향상시킬 수 있음을 보여줍니다. 자석의 이러한 향상된 광학 반응은 자기 레이저, 자기광학 메모리 장치 및 신흥 양자 변환 응용 분야에서도 혁신을 위한 길을 열어줍니다.

8월 16일 Nature 저널에 게재된 새 기사에서 Menon과 그의 팀은 강력하게 결합된 엑시톤(특히 강한 광학적 상호 작용을 갖는 준입자)을 호스팅하는 층상 자석의 특성을 조사했습니다. 그렇기 때문에 이 물질은 빛을 스스로 가둘 수 있습니다. 그들의 실험에서 알 수 있듯이 자기 현상에 대한 이 물질의 광학적 반응은 일반적인 자석의 광학적 반응보다 훨씬 더 강력합니다.

자기 결정 내부에 갇힌 빛은 자기-광학 상호 작용을 강력하게 향상시킬 수 있습니다. 크레딧: Rezlind Bushati

연구의 주저자인 Florian Dirnberger 박사는 “빛이 자석 내부에서 앞뒤로 반사되기 때문에 상호 작용이 실제로 향상됩니다.”라고 말했습니다. “예를 들어 외부 자기장을 가하면 빛의 근적외선 반사가 너무 많이 변경되어 재료가 기본적으로 색상이 변합니다. 그것은 매우 강력한 자기광학 반응입니다.”

“보통 빛은 자기에 그렇게 강하게 반응하지 않습니다.”라고 Menon은 말했습니다. "이것이 자기광학 효과를 기반으로 한 기술 응용 프로그램에 민감한 광학 감지 체계의 구현이 필요한 이유입니다."

연구 공동 저자인 Jiamin Quan은 이러한 발전이 일반 사람들에게 어떻게 도움이 될 수 있는지에 대해 다음과 같이 지적했습니다. “오늘날 자성 재료의 기술적 응용은 대부분 자기 전기 현상과 관련이 있습니다. 자기와 빛 사이의 강력한 상호 작용을 고려하면 이제 우리는 언젠가 자기 레이저를 만들고 광학적으로 제어되는 자기 메모리의 오래된 개념을 재고할 수 있기를 희망할 수 있습니다.”

참고: Florian Dirnberger, Jiamin Quan, Rezlind Bushati, Geoffrey M. Diederich, Matthias Florian, Julian Klein, Kseniia Mosina, Zdenek Sofer, Xiaodong Xu, Akashdeep의 "자체 혼성 극성으로 조정된 반 데르 발스 자석의 자기 광학" Kamra, Francisco J. Garcia-Vidal, Andrea Alù 및 Vinod M. Menon

Menon 그룹의 대학원생인 Rezlind Bushati도 실험 작업에 기여했습니다.

The study conducted in close collaboration with Andrea Alù and his group at CUNY Advanced Science Research Center is the result of a major international collaboration. Experiments conducted at CCNY and ASRC were complemented by measurements taken at the University of WashingtonFounded in 1861, the University of Washington (UW, simply Washington, or informally U-Dub) is a public research university in Seattle, Washington, with additional campuses in Tacoma and Bothell. Classified as an R1 Doctoral Research University classification under the Carnegie Classification of Institutions of Higher Education, UW is a member of the Association of American Universities." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">University of Washington in the group of Prof. Xiaodong Xu by Dr. Geoffrey Diederich. Theoretical support was provided by Dr. Akashdeep Kamra and Prof. Francisco J. Garcia-Vidal from the Universidad Autónoma de Madrid and Dr. Matthias Florian from the University of Michigan. The materials were grown by Prof. Zdenek Sofer and Kseniia Mosina at the UCT Prague and the project was further supported by Dr. Julian Klein at MITMIT is an acronym for the Massachusetts Institute of Technology. It is a prestigious private research university in Cambridge, Massachusetts that was founded in 1861. It is organized into five Schools: architecture and planning; engineering; humanities, arts, and social sciences; management; and science. MIT's impact includes many scientific breakthroughs and technological advances. Their stated goal is to make a better world through education, research, and innovation." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">MIT. The work at CCNY was supported through the US Air Force Office of Scientific Research, the National Science Foundation (NSF) – Division of Materials Research, the NSF CREST IDEALS center, DARPAFormed in 1958 (as ARPA), the Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) is an agency of the United States Department of Defense responsible for the development of emerging technologies for use by the military. DARPA formulates and executes research and development projects to expand the frontiers of technology and science, often beyond immediate U.S. military requirements, by collaborating with academic, industry, and government partners." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"DARPA, and the German Research Foundation./p>