磁性可以认为是一种最强的量子力学现象,在室温以上就可以保持其磁有序结构。由荷兰Radboud大学研究人员领导的科研团队发现了一种概念上全新的方法,可以通过光场操控电子运动来调控交换相互作用,而不是控制温度来调控磁性。鉴于RFeO3晶体的物理性能以及荷兰科学家在光磁调控研究方面的雄厚研究基础,双方自2012年开始合作研究,进而与俄罗斯、英国和德国的科学家组成国际合作团队,利用光场控制包括RFeO3晶体在内的很多铁氧化物中的交换相互作用强度,探讨了存在于任意磁体和室温条件下的任意理论。研究人员证明飞秒激光脉冲可以控制磁体中电子跳跃的速度,从而进一步调控交换相互作用强度。这一研究成果发表在Nature Communication上(http://www.nature.com/ncomms/2015/150916/ncomms9190/full/ncomms9190.html)。
研究人员确信这一研究成果对于基础研究和基于光控磁的新型技术开发都是一个很好的开端,而基于光控磁的新型技术开发将有望引导自旋电子器件的发展,推动RFeO3晶体的工业应用。
该研究获得了国家自然科学基金项目、中荷(NSFC-NOW)自然科学基金交流项目、中俄(NSFC-RFBR)自然科学基金交流项目以及中国科学院俄乌白合作专项的大力支持。
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稀土正铁氧体内飞秒激光脉冲调控交换相互作用机制示意图