Ученые CCNY ловят свет внутри магнита

Свет, пойманный внутри магнитного кристалла, может сильно усилить его магнитооптические взаимодействия. Изображение создано Резлиндом Бушати.

Новое исследование, проведенное Винодом М. Меноном и его исследовательской группой в Городском колледже Нью-Йорка, показывает, что улавливание света внутри магнитных материалов может значительно улучшить их внутренние свойства. Сильный оптический отклик магнитов важен для разработки магнитных лазеров и устройств магнитооптической памяти, а также для новых приложений квантовой трансдукции.

В своей новой статье в журнале Nature Менон и его команда сообщают о свойствах слоистого магнита, в котором находятся сильно связанные экситоны — квазичастицы с особенно сильными оптическими взаимодействиями. Из-за этого материал способен улавливать свет сам по себе. Как показывают их эксперименты, оптические реакции этого материала на магнитные явления на порядки сильнее, чем у типичных магнитов. «Поскольку свет отражается взад и вперед внутри магнита, взаимодействие действительно усиливается», — сказал доктор Флориан Дирнбергер, ведущий автор исследования. «Приведем пример: когда мы применяем внешнее магнитное поле, отражение света в ближнем инфракрасном диапазоне настолько сильно меняется, что материал практически меняет свой цвет. Это довольно сильный магнитооптический отклик».

«Обычно свет не так сильно реагирует на магнетизм», — сказал Менон. «Вот почему технологические приложения, основанные на магнитооптических эффектах, часто требуют реализации чувствительных схем оптического обнаружения».

О том, какую пользу эти достижения могут принести обычным людям, соавтор исследования Цзямин Цюань сказал: «Сегодняшние технологические применения магнитных материалов в основном связаны с магнитоэлектрическими явлениями. Учитывая такое сильное взаимодействие между магнетизмом и светом, теперь мы можем надеяться, что однажды создадим магнитные лазеры и сможем пересмотреть старые концепции оптически управляемой магнитной памяти». Резлинд Бушати, аспирант группы Менона, также внес свой вклад в экспериментальную работу.

Исследование, проведенное в тесном сотрудничестве с Андреа Алу и его группой в Центре передовых научных исследований CUNY, является результатом крупного международного сотрудничества. Эксперименты, проведенные в CCNY и ASRC, были дополнены измерениями, проведенными в Вашингтонском университете в группе профессора Сяодуна Сюй доктором Джеффри Дидерихом. Теоретическая поддержка была оказана доктором Акашдипом Камра и профессором Франсиско Х. Гарсиа-Видалем из Автономного университета Мадрида и доктором Матиасом Флорианом из Мичиганского университета. Материалы были выращены профессором Зденеком Софером и Ксенией Мосиной в UCT Прага, а дальнейшую поддержку проекту оказал доктор Джулиан Кляйн из Массачусетского технологического института. Работа в CCNY поддерживалась Управлением научных исследований ВВС США, Национальным научным фондом (NSF) – отделом исследований материалов, центром NSF CREST IDEALS, DARPA и Немецким исследовательским фондом.

О Городском колледже Нью-Йорка С 1847 года Городской колледж Нью-Йорка предоставляет высококачественное и доступное образование поколениям жителей Нью-Йорка по самым разным дисциплинам. CCNY занимает свою позицию в авангарде социальных перемен. Согласно рейтингу Opportunity Insights, базирующемуся в Гарварде, он занимает первое место среди 369 избранных государственных колледжей США по общему индексу мобильности. Этот показатель отражает как доступ, так и результаты, отражая вероятность того, что студент CCNY сможет подняться на два или более квинтиля дохода. Исследовательская организация в области образования Degree Choices ставит CCNY на первое место среди университетов страны по экономической рентабельности инвестиций. Кроме того, Центр мировых рейтингов университетов помещает CCNY в число 1,8% лучших университетов мира по академическим достижениям. Аналитическая фирма Emsi оценивает ежегодное экономическое влияние CCNY на экономику региона (5 районов и 5 прилегающих округов) в размере 1,9 миллиарда долларов США и количественно определяет отдачу от инвестиций для студентов, налогоплательщиков и общества. В Городском колледже более 15 000 студентов получают степени бакалавра и магистра в восьми школах и отделениях, чему способствуют значительные финансируемые исследования, творческий подход и стипендии. В этом году CCNY запустила самую масштабную кампанию по сбору средств за всю историю. Кампания под названием «Делаем замечательные дела вместе» направлена ​​на то, чтобы общий объем активов Фонда Колледжа составил более 1 миллиарда долларов для поддержки миссии Колледжа. CCNY столь же разнообразен, динамичен и дальновиден, как и сам Нью-Йорк. Посмотреть медиа-кит CCNY.