Een team van natuurkundigen uit Duitsland, Rusland, Oekraïne en het Verenigd Koninkrijk hebben een nieuwe manier gevonden om magnon-polaronen te observeren door gebruik te maken van een magnetische structuur met nanopatroon die wordt verlicht met korte laserpulsen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordeling B , de groep beschrijft het uitbreiden van eerder onderzoek met magnon-polarons om een ​​betere methode te ontwikkelen voor het observeren van magnon-polarons.

Magnons zijn gekwantiseerde spingolven die informatie dragen, maar omdat ze moeilijk te manipuleren zijn, er zijn geen praktische toepassingen. Polarons zijn quasideeltjes die door onderzoekers zijn gebruikt om interacties tussen atomen en elektronen in vaste materialen te bestuderen. Zowel magnons als polarons zijn het onderwerp van onderzoeksinspanningen die gericht zijn op het inpakken van meer informatie in kleinere ruimtes (voor computers, smartphones, enz.) Een deel van dat onderzoek heeft betrekking op het gebruik van fononen (roostervervormingen) om magnons te exciteren. Bij dergelijk werk, energie wordt maar in één richting overgedragen. In recenter werk, onderzoekers hebben onderlinge interacties geproduceerd die resulteren in de vorming van magnon-polarons, hybride quasideeltjes die niet langer fononen of magnons zijn.

Apparaten die met magnon-polaronen kunnen werken, bleven tot vorig jaar ongrijpbaar, toen een team van het Lawrence Berkeley National Laboratory een nanomagneet gebruikte om een ​​magnon-polaron te observeren. Aangenomen wordt dat dit een noodzakelijke stap is om een ​​apparaat te maken dat er gebruik van kan maken. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben daarop voortgebouwd door een geavanceerder apparaat te ontwikkelen waarmee ze een magnon-polaron voor een langere periode en in meer detail konden bekijken.

Het nieuwe apparaat is gemaakt door eerst groeven te maken in een dunne film gemaakt van Galfenol. De groeven op het oppervlak van de film dienden als een middel om de ruimtelijke verdeling van fononen en magnonen te beïnvloeden. Het team gebruikte vervolgens een pompsonde om magnons en fononen te observeren terwijl ze op elkaar inwerkten tijdens de vorming van magnon-polaronen. Een secundaire pulssonde werd vervolgens toegepast om de reflectiviteit te meten. De laatste stap was het aanbrengen van een magnetisch veld om de frequentie van de modus van de magnon af te stemmen. Naast de onderzoekers de kans te geven om te kijken naar de vorming van magnon-polarons, het apparaat stelde hen in staat om de hybriden af ​​te stemmen zoals ze werden gevormd om een ​​sterkere hybridisatie tussen hen te creëren.

© 2020 Wetenschap X Netwerk