東北大學石原純夫教授領導的研究小組發現,當金屬磁鐵暴露在強光下時,所有電子的自旋從沿同一方向排列變為沿相反方向交替排列,立即失去其特性:我們通過理論計算模擬成功地證明了這一點。
在磁鐵中,稱為電子自旋的小磁鐵全部沿著同一方向排列,從而產生整體磁效應。有效率、快速地操縱自旋對於高速處理大量資訊非常重要,人們一直在尋求對其原理的闡明。
最近的雷射技術提供了在很短的時間內進行操作的可能性。先前已知,當光照射到自旋交替的絕緣體上時,它會變成所有自旋沿同一方向排列的金屬。
研究小組考慮了反向操作。理論計算表明,當強光照射到電子自旋全部沿同一方向排列的金屬時,電子自旋將沿相反方向交替並瞬間失去磁性(萬億分之一秒到萬億分之一秒)秒) 。我們透過模擬成功地證明了這一點。
磁鐵中所有自旋沿著同一方向排列的原因是因為自旋之間存在平行力。計算表明,透過施加雷射,使自旋彼此平行的力被轉換為使自旋反平行的力。使自旋平行的力具有磁性,於 1950 世紀 XNUMX 年代被發現。人們首次發現,當暴露在強光下時,這種力表現出完全相反的特性。
研究揭示了並行性從反並行轉變為平行的機制。預計兩者的結合將能夠在兩個方向上高速操縱自旋陣列。由於自旋對準和電流密切相關,這項發現有望為使用超快開關的裝置設計提供指導。