新材料彌合磁與光的差距 打開新技術大門

【2023年09月07日訊】(記者林達編譯報導)現代生活是通過電磁學實現的。今天的技術都運用了幾百年來物理學發現的一些電磁特性。尋找操縱光(電磁波譜的一部分)和磁力的新方法將使我們創造出尚無法想象的技術,尤其是在量子領域。

為了探索控制這種基本自然力的新方法,紐約城市學院(CCNY)的科學家將光捕獲在磁性超材料(metamaterial)內,並在此過程中使材料本身的磁性增強10倍。該研究結果8月16日發表在《自然》(Nature)雜誌上。

其所用材料是由鉻、硫和溴構成的分層半導體,屬於磁性範德華材料,該材料以荷蘭理論物理學家約翰內斯·迪德里克·範德華(Johannes Diderik van der Waals)的名字命名。其中含有天然材料不常見的屬性,科學家才剛剛開始了解其可能的應用。

至關重要的是,這種範德華材料能夠產生稱為激子的準粒子,它與光和其它粒子相互作用。正是這些光學相互作用捕獲了光並使材料具有磁性。

該研究的主要作者、CCNY 的弗洛里安·迪恩伯格(Florian Dirnberger)在一份新聞稿中表示:「由於光線在磁鐵內部來回反射,相互作用確實得到了增強。舉個例子,當我們施加外部磁場時,光的近紅外反射發生很大變化,材料基本上改變了顏色。這是相當強的磁光響應。」

光與磁之間如此強烈的相互作用並不常見,這就是為什麼研究人員表示許多磁光技術需要靈敏的光檢測技術。但這種新材料彌合了兩者之間的差距,並可能為之前不可能的技術打開了大門。

研究合著者全佳敏(Jiamin Quan,音譯)在新聞稿中表示:「當今磁性材料的技術應用主要與磁電現象有關。鑒於磁和光之間如此強烈的相互作用,我們希望有一天能夠製造出磁激光器,並可能重新考慮光控磁存儲器的舊概念。」 ◇#

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