원편광에 의한 자화 반전

Magnetization reversal by circularly polarized light

CD에서 2006년에야 발견됐어요스탠시우와 에프.핸스틴과 Physical Review [1][2]Letters에 게재된 이 효과는 일반적으로 전체 광학 자화 반전이라고 불립니다.이 자화 반전 기술은 단순히 원편광에 의해 자석의 자화를 반전시키는 방법으로 빛의 헬리시티에 의해 자화 방향이 제어된다.특히 광자의 각운동량 방향은 외부 자기장의 필요 없이 자화 방향을 설정할 수 있다.실제로 이 과정은 스핀 주입에 의한 자화 반전(스핀트로닉스 참조)과 유사한 것으로 볼 수 있습니다.유일한 차이점은 이제 각 운동량은 편광된 전자 대신 원형 편광된 광자에 의해 공급된다는 것입니다.

비록 실험적으로 입증되었지만, 이 모든 광학 자화 반전의 원인이 되는 메커니즘은 아직 명확하지 않고 여전히 논쟁의 대상이다.따라서, 역아인슈타인-드 하스 효과가[3][4] 이러한 전환과 자극된 라만과 같은 광학적 산란 [4]과정을 일으키는지는 아직 명확하지 않다.그러나 현상학적으로는 자기광학 패러데이 효과의 역효과이기 때문에 원편광에 의한 자화 반전을 패러데이 효과라고 한다.

플라스마,[5] 상사성 고체,[4] 유전체 자성[6][7] 재료 및 강자성[8] 반도체에 대한 초기 연구는 원형 편광 레이저 펄스를 가진 매체의 들뜸이 유효 자기장의 작용에 해당한다는 것을 증명했다.그러나 Stanciu와 Hansteen의 실험 전에는 안정적인 자기 상태에서 모든 광학적 제어가 가능한 자화 반전이 [1]불가능한 것으로 간주되었다.

양자장론과 양자화학에서는 광자의 원형운동과 관련된 각운동량이 전자에서 각운동량을 유도하는 효과를 광자석이라고 한다.광자의 각운동량 기원을 갖는 이 축자기장은 문헌에서 [9]B장으로 언급되기도 했다.[10]

원형 편광에 의한 자화 반전은 자화를 반전시키는 가장 빠른 방법이며, 따라서 데이터를 저장할 수 있습니다. 즉, 자화 반전은 펨토초 시간 척도로 유도됩니다. 즉, 약 100TBit/s의 데이터 저장 속도로 변환됩니다.

레퍼런스

  1. ^ a b Stanciu, C. D.; Hansteen, F.; Kimel, A. V.; Kirilyuk, A.; Tsukamoto, A.; Itoh, A.; Rasing, Th. (2007). "All-Optical Magnetic Recording with Circularly Polarized Light" (PDF). Physical Review Letters. 99 (4). doi:10.1103/PhysRevLett.99.047601. hdl:2066/35144. ISSN 0031-9007.
  2. ^ C.D. 스탠시우 박사논문, (2008) ISBN 978-90-902340-2-1
  3. ^ Barnett, S. J. (1915). "Magnetization by Rotation". Physical Review. 6 (4): 239–270. doi:10.1103/PhysRev.6.239. ISSN 0031-899X.
  4. ^ a b c van der Ziel, J. P.; Pershan, P. S.; Malmstrom, L. D. (1965). "Optically-Induced Magnetization Resulting from the Inverse Faraday Effect". Physical Review Letters. 15 (5): 190–193. doi:10.1103/PhysRevLett.15.190. ISSN 0031-9007.
  5. ^ Deschamps, J.; Fitaire, M.; Lagoutte, M. (1970). "Inverse Faraday Effect in a Plasma". Physical Review Letters. 25 (19): 1330–1332. doi:10.1103/PhysRevLett.25.1330. ISSN 0031-9007.
  6. ^ Kimel, A. V.; Kirilyuk, A.; Usachev, P. A.; Pisarev, R. V.; Balbashov, A. M.; Rasing, Th. (2005). "Ultrafast non-thermal control of magnetization by instantaneous photomagnetic pulses". Nature. 435 (7042): 655–657. doi:10.1038/nature03564. ISSN 0028-0836.
  7. ^ Hansteen, Fredrik; Kimel, Alexey; Kirilyuk, Andrei; Rasing, Theo (2005). "Femtosecond Photomagnetic Switching of Spins in Ferrimagnetic Garnet Films". Physical Review Letters. 95 (4). doi:10.1103/PhysRevLett.95.047402. hdl:2066/32505. ISSN 0031-9007.
  8. ^ Oiwa, A.; Mitsumori, Y.; Moriya, R.; Słupinski, T.; Munekata, H. (2002). "Effect of Optical Spin Injection on Ferromagnetically Coupled Mn Spins in the III-V Magnetic Alloy Semiconductor(Ga,Mn)As". Physical Review Letters. 88 (13). doi:10.1103/PhysRevLett.88.137202. ISSN 0031-9007.
  9. ^ Rebei, A.; Hohlfeld, J. (2008). "The magneto-optical Barnett effect: Circularly polarized light induced femtosecond magnetization reversal". Physics Letters A. 372 (11): 1915–1918. doi:10.1016/j.physleta.2007.10.048. ISSN 0375-9601.
  10. ^ M. W. Evans and J. P. Vigier, 수수께끼의 광자 (Kluwer Academic Publishers, 1994)