希伯來大學最近進行的研究發現了光與磁性之間以前未知的關聯。這項發現為開發由光控制的超快儲存技術以及能夠檢測光的磁性成分的先驅感測器鋪平了道路。預計這項進展將改變資料儲存實踐和多個領域的設備製造。

耶路撒冷希伯來大學應用物理和電氣工程研究所自旋電子學實驗室主任阿米爾-卡普亞教授宣布了光磁相互作用領域的關鍵性突破。該團隊的這項意外發現揭示了光學雷射光束控制固體磁性狀態的機制，並有望在各行各業中得到實際應用。

卡普亞教授說：”這項突破標誌著我們對光與磁性材料之間相互作用的理解發生了範式轉變。它為光控高速儲存技術，特別是磁阻隨機存取記憶體（MRAM）和創新光學感測器的開發鋪平了道路。事實上，這一發現標誌著我們對光磁動力學理解的重大飛躍。”

利用光束進行磁記錄（應用）。資料來源：Amir Capua

與光輻射的快速行為相比，磁鐵的反應速度較慢，因此通常較少受到關注。透過研究，研究小組得出了一個新的認識：快速振盪光波的磁性成分具有控制磁鐵的能力，從而重新定義了物理原理關係。有趣的是，他們發現了一種描述相互作用強度的基本數學關係，它將光的磁場振幅、頻率和磁性材料的能量吸收聯繫在一起。

這項發現與量子技術領域密切相關，並結合了迄今為止幾乎沒有重疊的兩個科學界的原理：”我們是利用量子計算和量子光學界公認的原理，但在自旋電子學和磁學界卻不太適用的原理，才得出這一認識的，當磁性材料和輻射處於完全平衡狀態時，二者之間的相互作用已被充分證實。然而，迄今為止，人們對輻射和磁性材料不平衡的情況只做了非常片面的描述。這種非平衡狀態是量子光學和量子計算技術的核心。我們借用量子物理學的原理，對磁性材料中的這種非平衡狀態進行了研究，從而獲得了磁鐵甚至可以對光的短時間尺度做出反應的基本認識。此外，這種相互作用被證明是非常重要和有效的。我們的發現可以解釋過去二三十年間報道的各種實驗結果。”

這項發現具有深遠的意義，特別是在利用光和奈米磁體進行資料記錄的領域。它預示著超高速、高能效光控MRAM 的潛在實現，以及各行各業資訊儲存和處理領域的重大變革。

此外，在發現這項發現的同時，研究團隊也推出了一種能夠偵測光的磁性部分的專用感測器。與傳統感測器不同的是，這種尖端設計提供了各種應用的多功能性和整合性，有可能徹底改變以各種方式利用光的感測器和電路設計。

這項研究由自旋電子學實驗室的博士候選人Benjamin Assouline 負責，他在這項突破性發現中發揮了至關重要的作用。由於認識到這一突破的潛在影響，該團隊已申請了多項相關專利。

編譯來源：ScitechDaily