Os materiais magnéticos têm uma participação no mercado mundial de cerca de US $ 50 bilhões por ano. Uma nova fronteira no estudo desses materiais, femtomagnetismo, poderia levar a dispositivos de armazenamento magnético ultrarrápidos que transformariam as tecnologias de processamento de informações com dispositivos de armazenamento várias ordens de magnitude mais rápido.

Agora, pesquisadores relatam um método de mesa para caracterizar esse armazenamento magnético mais rápido usando geração de alta harmônica de luz laser em filmes finos de ferro, que os pesquisadores comparam à geração de ondas sonoras ao tocar nas teclas de um piano.

Eles apresentam seu trabalho esta semana no Encontro de Março da Sociedade Física Americana de 2019 em Boston, e um dos pesquisadores também participará de entrevista coletiva descrevendo o trabalho. As informações para fazer logon para assistir e fazer perguntas remotamente estão incluídas no final deste comunicado à imprensa.

Se você tocar piano suavemente, o martelo do piano atinge uma corda, gerando um som com uma frequência fundamental particular, pesquisador principal, Guoping Zhang, explicado, mas se você bater mais forte, a qualidade do tom muda de graves para agudos. "Na região do baixo, há 50 a 60 vezes a frequência fundamental ou 50 a 60 harmônicos, "disse ele." Em nosso trabalho, essencialmente fazemos a mesma coisa com a luz, convertendo uma única frequência para muitas, muitos múltiplos da frequência da luz, ou harmônicos altos. "

"Existem muitos materiais não magnéticos que podem produzir harmônicos elevados, "disse Zhang, que é professor de física na Indiana State University. "A importância do nosso trabalho é estender o conceito de harmônicos elevados em materiais magnéticos tecnologicamente importantes."

O método mede como os elétrons se movem, ou gire, sob a influência de um forte pulso de laser em uma escala de tempo de um quatrilionésimo de segundo. Existem muitas maneiras de medir as propriedades magnéticas de uma amostra, Zhang disse, mas a maioria não tem a capacidade de resolver os spins da mecânica quântica que estão no centro da spintrônica.

“A novidade do nosso método, que nunca foi conhecido antes, é que podemos detectar diretamente o sinal de spin, "Zhang disse." Este sinal é crucial e está no cerne da tecnologia baseada em spin. "

O que mais, Zhang disse, "Os pesquisadores geralmente contam com instalações muito grandes para realizar as medições necessárias. A geração de alta harmônica de filmes finos de Fe é um experimento de mesa; portanto, é mais acessível para muitos grupos."

“Nosso trabalho foi inspirado por vários trabalhos pioneiros antes de nós, "Disse Zhang. O primeiro é o femtomagnetismo, em que um pulso de laser ultrarrápido, em vez de um campo magnético, pode ser usado para desmagnetizar uma amostra. A segunda é a pesquisa de geração de alta harmônica em outros materiais.

"Combinamos esses dois campos juntos, "Zhang disse." No futuro, planejamos examinar materiais muito mais complicados, mas tecnologicamente importantes, com texturas de rotação complicadas, difíceis de investigar com outras técnicas.

Zhang diz que o trabalho do grupo tem a mesma visão da tecnologia quântica no uso do spin do elétron para transportar informações, mas é mais prático porque se origina de idéias de armazenamento magnético. "Nosso presente trabalho fornecerá uma maneira de caracterizar esses bits quânticos, " ele disse.