Wissenschaftler fangen Licht in einem Magneten ein

Eine neue Studie unter der Leitung von Vinod M. Menon und seiner Gruppe am City College of New York zeigt, dass das Einfangen von Licht in magnetischen Materialien deren intrinsische Eigenschaften dramatisch verbessern kann. Starke optische Reaktionen von Magneten sind wichtig für die Entwicklung magnetischer Laser und magnetooptischer Speichergeräte sowie für neue Quantentransduktionsanwendungen.

In ihrem neuen Artikel in NaturMenon und sein Team berichten über die Eigenschaften eines Schichtmagneten, der stark gebundene Exzitonen beherbergt – Quasiteilchen mit besonders starken optischen Wechselwirkungen. Dadurch ist das Material in der Lage, Licht einzufangen – ganz von selbst.

Wie ihre Experimente zeigen, sind die optischen Reaktionen dieses Materials auf magnetische Phänomene um Größenordnungen stärker als die typischer Magnete. „Da das Licht im Inneren des Magneten hin und her reflektiert wird, werden die Wechselwirkungen tatsächlich verstärkt“, sagte Dr. Florian Dirnberger, der Erstautor der Studie.

„Um ein Beispiel zu nennen: Wenn wir ein externes Magnetfeld anlegen, wird die Reflexion des Lichts im nahen Infrarot so stark verändert, dass das Material im Grunde seine Farbe ändert. Das ist eine ziemlich starke magnetooptische Reaktion.“

„Normalerweise reagiert Licht nicht so stark auf Magnetismus“, sagte Menon. „Aus diesem Grund erfordern technologische Anwendungen, die auf magnetooptischen Effekten basieren, häufig die Implementierung empfindlicher optischer Detektionssysteme.“

Jiamin Quan, Co-Autor der Studie, erklärte, wie die Fortschritte den einfachen Menschen zugute kommen können: „Technologische Anwendungen magnetischer Materialien hängen heute hauptsächlich mit magnetoelektrischen Phänomenen zusammen. Angesichts solch starker Wechselwirkungen zwischen Magnetismus und Licht können wir nun hoffen, eines Tages etwas zu schaffen.“ magnetische Laser und überdenken möglicherweise alte Konzepte des optisch gesteuerten magnetischen Speichers. Rezlind Bushati, ein Doktorand der Menon-Gruppe, trug ebenfalls zu der experimentellen Arbeit bei.