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新材料弥合磁与光的差距 打开新技术大门

新材料弥合磁与光的差距 打开新技术大门

The Epoch Times
Thursday, September 7, 2023 5:57 AM GMT

现代生活是通过电磁学实现的。今天的技术都运用了几百年来物理学发现的一些电磁特性。寻找操纵光(电磁波谱的一部分)和磁力的新方法将使我们创造出尚无法想象的技术,尤其是在量子领域。

为了探索控制这种基本自然力的新方法,纽约城市学院(CCNY)的科学家将光捕获在磁性超材料(metamaterial)内,并在此过程中使材料本身的磁性增强10倍。该研究结果8月16日发表在《自然》(Nature)杂志上。

其所用材料是由铬、硫和溴构成的分层半导体,属于磁性范德华材料,该材料以荷兰理论物理学家约翰内斯·迪德里克·范德华(Johannes Diderik van der Waals)的名字命名。其中含有天然材料不常见的属性,科学家才刚刚开始了解其可能的应用。

至关重要的是,这种范德华材料能够产生称为激子的准粒子,它与光和其它粒子相互作用。正是这些光学相互作用捕获了光并使材料具有磁性。

该研究的主要作者、CCNY 的弗洛里安·迪恩伯格(Florian Dirnberger)在一份新闻稿中表示:“由于光线在磁铁内部来回反射,相互作用确实得到了增强。举个例子,当我们施加外部磁场时,光的近红外反射发生很大变化,材料基本上改变了颜色。这是相当强的磁光响应。”

光与磁之间如此强烈的相互作用并不常见,这就是为什么研究人员表示许多磁光技术需要灵敏的光检测技术。但这种新材料弥合了两者之间的差距,并可能为之前不可能的技术打开了大门。

研究合著者全佳敏(Jiamin Quan,音译)在新闻稿中表示:“当今磁性材料的技术应用主要与磁电现象有关。鉴于磁和光之间如此强烈的相互作用,我们希望有一天能够制造出磁激光器,并可能重新考虑光控磁存储器的旧概念。” ◇#

责任编辑:孙芸

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