Forscher beobachten kürzestes magnetisches Ereignis

Physiker haben erstmals das magnetische Moment eines Materials innerhalb einer Femtosekunde direkt mit einer Lichtwelle ändern können - das schnellste magnetische Ereignis das bisher beobachtet wurde.

Leuchtende Elemente, aus denen rote Pfeile nach draußen dringen und von links nach rechts fließt ein großer roter Pfeil

Aufzeichnung des schnellen Schaltens von magnetischen Momenten durch ultraschnelle Lichtimpulse: Die roten Pfeile markieren das geordnete magnetische Moment eines Schichtstapels aus Nickel (Ferromagnet) und Platin (Metall), bevor ein ultrakurzer Laserpuls die Magnetisierung der beiden Schichten invertiert © J.K. Dewhurst

Elektronische Eigenschaften von Materialien lassen sich mittels Lichtabsorption direkt und unmittelbar innerhalb von weniger als einer Femtosekunde (10 -15 Sekunden) beeinflussen, was als die Grenze für die maximal erreichbare Geschwindigkeit elektronischer Schaltkreise gilt. Das magnetische Moment von Materie hingegen ließ sich bis dato nur über einen Licht und Magnetismus verknüpfenden Prozess und den Umweg über Magnetfelder beeinflussen, weshalb magnetisches Schalten bisher ungleich länger und wenigstens einige hundert Femtosekunden dauert. Ein Konsortium aus Forschenden der Max-Planck-Institute für Quantenoptik und Mikrostrukturphysik, des Max-Born Instituts, der Universität Greifswald und der Technischen Universität Graz konnte nun erstmals die magnetischen Eigenschaften eines ferromagnetischen Materials auf der Zeitskala von elektrischen Feldschwingungen des Lichts – und somit synchron zu den elektrischen Eigenschaften – mittels Laserblitzen manipulieren. Die Beeinflussung konnte um den Faktor 200 beschleunigt werden und wurde mittels Attosekunden-Spektroskopie gemessen sowie zeitaufgelöst dargestellt. In der Zeitschrift Nature beschreiben die Forschenden ihr Experiment.

Erfahren Sie im TU Graz News-Beitrag mehr über den ersten Schritt in Richtung eines kohärenten Magnetismus.

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