Ett team av fysiker från Tyskland, Ryssland, Ukraina och Storbritannien har hittat ett nytt sätt att observera magnon-polaroner genom att använda en nanopönstrad magnetisk struktur upplyst med korta laserpulser. I deras tidning publicerad i tidningen Fysisk granskning B , gruppen beskriver utvidgning av tidigare forskning som involverar magnon-polaroner för att utveckla en bättre metod för att observera magnon-polaroner.

Magnoner är kvantiserade spinnvågor som bär information, men eftersom de är svåra att manipulera, det har inte funnits några praktiska tillämpningar. Polaroner är kvasipartiklar som har använts av forskare för att studera interaktioner mellan atomer och elektroner i fasta material. Både magnoner och polaroner är föremål för forskningsansträngningar som syftar till att packa in mer information i mindre utrymmen (för datorer, smartphones, etc.) En del av den forskningen har involverat användning av fononer (gitterdeformationer) för att excitera magnoner. I sådant arbete, energi överförs i bara en riktning. I nyare arbete, forskare har producerat ömsesidiga interaktioner som resulterar i bildandet av magnon-polaroner, hybrid kvasipartiklar som inte längre är varken fononer eller magnoner.

Enheter som kunde arbeta med magnon-polaroner förblev svårfångade fram till förra året, när ett team vid Lawrence Berkeley National Laboratory använde en nanomagnet för att observera en magnon-polaron. Detta tros vara ett nödvändigt steg för att skapa en enhet som kan använda dem. I denna nya insats, forskarna har byggt vidare på den ansträngningen genom att utveckla en mer sofistikerad apparat som gjorde det möjligt för dem att se en magnon-polaron under en längre tid och mer detaljerat.

Den nya apparaten tillverkades genom att först skära spår i en tunn film gjord av Galfenol. Spåren på filmens yta tjänade som ett medel för att påverka den rumsliga fördelningen av fononer och magnoner. Teamet använde sedan en pumpsond för att observera magnoner och fononer när de interagerade under bildandet av magnon-polaroner. En sekundär pulssond applicerades sedan som ett sätt att mäta reflektivitet. Det sista steget var att applicera ett magnetfält för att ställa in frekvensen för magnonens läge. Förutom att ge forskarna en möjlighet att se när magnon-polaroner bildas, apparaten tillät dem att stämma hybriderna när de bildades för att skapa en starkare hybridisering mellan dem.

© 2020 Science X Network