Pulsa sinar laser dapat menyebabkan material apa pun – termasuk isolator – menghasilkan momen magnet yang relatif besar. Efek ini, yang pertama kali dibuktikan oleh tim peneliti internasional, menunjukkan bahwa sinar laser dapat menginduksi perilaku kuantum bahkan pada suhu kamar, tidak hanya dalam kondisi sangat dingin yang biasanya diperlukan. Meskipun terutama diminati untuk ilmu pengetahuan dasar, teknik ini juga dapat diterapkan untuk penyimpanan data magnetik yang lebih cepat dan efisien.

Dalam percobaan mereka, Stefano Bonetti of Universitas Stockholm dan Universitas Ca 'Foscari Venesia dan rekan-rekannya memulai dengan ide yang relatif sederhana. Dengan menerapkan sinar laser yang terpolarisasi sirkuler – yaitu, polarisasinya berbentuk seperti pembuka botol saat merambat – dan beresonansi dengan frekuensi osilasi atom dalam suatu material, mereka memperkirakan bahwa mereka dapat mendorong osilasi ini dalam pola melingkar dan sehingga menimbulkan momen magnetik.

Para peneliti terdorong dalam pemikiran mereka oleh penelitian teoretis, yang memperkirakan bahwa atom yang bergerak dalam pola melingkar memang dapat menginduksi magnetisasi di hampir semua material. “Mengingat keahlian saya di bidang magnetisme dan penyelidikan saya baru-baru ini terhadap dinamika fonon (getaran kisi), saya yakin laboratorium saya akan menjadi tempat yang ideal untuk bereksperimen dengan konsep ini,” kata Bonetti.

Sumber cahaya terpolarisasi menginduksi momen magnet yang besar

Sebelum memulai, para peneliti terlebih dahulu harus mengembangkan sumber cahaya terpolarisasi baru dengan frekuensi dalam rentang terahertz (inframerah jauh) yang diperlukan. Setelah sumbernya siap, mereka menggunakannya untuk menembakkan gelombang pendek dan intens pada sampel strontium titanat (SrTiO₃). Pada suhu kamar, bahan ini merupakan diamagnet paraelektrik dengan struktur kisi perovskit kubik. Para peneliti memilihnya karena beberapa atomnya bergetar pada frekuensi terahertz – khususnya pada 3 THz dengan bandwidth 0.5 THz.

Tim menemukan bahwa gelombang cahaya ini menyebabkan fenomena yang dikenal sebagai multiferroisitas dinamis. Multiferroicity terjadi ketika beberapa sifat suatu material masing-masing memiliki keadaan pilihannya sendiri. Misalnya, material multiferroik mungkin memiliki momen magnet yang mengarah ke satu arah, dan muatan listrik yang juga bergeser ke arah tertentu. Yang penting, kedua fenomena ini tidak bergantung satu sama lain.

Meskipun diprediksi secara teori, fenomena ini belum pernah dibuktikan secara eksperimental. Bonetti melaporkan bahwa eksperimen tersebut juga menghasilkan kejutan: momen magnetik yang diinduksikan pada material tersebut 10 kali lebih besar dari perkiraan teori.

Aplikasi penyimpanan data magnetik

Para peneliti mengatakan penemuan mereka dapat digunakan dalam teknologi penyimpanan data magnetik, di mana terdapat minat besar terhadap metode baru pengkodean informasi magnetik. Hal ini karena domain magnetis dapat dialihkan dengan medan listrik yang cepat dan berdaya rendah, dibandingkan dengan arus listrik (proses yang memakan banyak energi dan relatif lambat) seperti halnya domain konvensional.

Medan listrik mengontrol perangkat spintronics

Tim yang juga beranggotakan ilmuwan dari Institut Fisika Teoritis Nordik (NORDITA) di Swedia; itu University of Connecticut dan Laboratorium Akselerator Nasional SLAC di Amerika; itu Elettra-Sincrotrone Trieste dan Universitas 'Sapienza' Roma, keduanya di Italia; dan itu Institut Nasional Ilmu Material di Tsukuba, Jepang, kini berupaya untuk lebih memahami fisika multiferroisitas dinamis. “Ini penting untuk mengendalikan efeknya dengan lebih baik,” kata Bonetti Dunia Fisika. “Kami juga bertujuan untuk membuat efeknya lebih bertahan lama, karena saat ini efeknya hanya terjadi saat sinar laser aktif.”

Eksperimen dijelaskan dalam Alam.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/laser-light-makes-a-material-magnetic/