台湾资讯门户网

磁与光相互作用?实现用光精确探测磁性!

使用紫外线辐射来检测磁性材料,可以获得磁系统与光的相互作用的详细显微图像。这是操纵磁性材料的最快方法。由Max Born Institute领导的一个研究小组现在为该光谱信号的解释提供了实验和理论基础,其结果发表在《物理评论快报》中。

研究光与物质之间的相互作用是帮助物理学家理解微观世界的最有效方法之一。

在磁性材料中,光谱学可以获得大量信息,其中单个光子粒子(光子)的能量将内部电子提升到更高的能量。这是因为这些方法可以分别获得磁性材料中不同类型原子的磁性,并使科学家能够理解不同组分的作用和相互作用。这种被称为X射线磁圆二色(XMCD)光谱的实验技术最早是在20世纪80年代后期引入的,通常需要大型器件同步辐射源或X射线激光器。

为了研究磁化对超短激光脉冲的响应,这是确定磁性材料控制的最快方法,近年来已有小规模的实验室光源在极紫外(XUV)光谱范围内传输超短脉冲。较低的XUV光子能量,即材料中较弱的束缚电子,对于基于材料中的潜在磁化来解释光谱提出了新的挑战。来自柏林Max Born研究所的研究人员和来自Halle的Max-planck微物理研究所和瑞典乌普萨拉大学的研究人员现在提供了对XUV光子磁光响应的详细分析。

(Boco Park - Graphic)测量和计算Δβ磁性钴的二向色吸收部分的功能,包括局部场效应(LFE)和多体校正,使得完整的ab initio理论与实验相吻合。照片:Forschungsverbund Berlin e.V. (FVB)

将实验与ab initio相结合,ab initio仅采用原子类型和材料中的排列作为输入信息。对于典型的磁性元素铁,钴和镍,可以详细测量这些材料对XUV辐射的响应。科学家已经发现,观测到的信号并不是简单地与各个元素的磁矩成比例,并且如果考虑所谓的局部磁场效应,理论上可以再现这种偏差。提供理论描述的Sangeeta Sharma解释说,局部电场效应可以理解为材料中电荷的短暂重排,这是由用于研究XUV辐射的电场引起的。

在解释频谱时,必须考虑系统对此类干扰的响应。这种新的见解现在允许定量分离来自材料的不同元素的信号。该研究的第一作者Felix Willems表示,由于大多数功能性磁性材料由多种元素组成,因此对这些材料的研究至关重要,特别是当我们对激光脉冲操作的动态响应更为复杂时。结合实验和理论,现在准备研究如何使用动态微观过程来实现期望的结果,例如在短时间内改变磁化强度。这是基础和应用的好处。

博科公园

0.3

2019.07.26 11: 44

字数840

使用紫外线辐射来检测磁性材料,可以获得磁系统与光的相互作用的详细显微图像。这是操纵磁性材料的最快方法。由Max Born Institute领导的一个研究小组现在为该光谱信号的解释提供了实验和理论基础,其结果发表在《物理评论快报》中。

研究光与物质之间的相互作用是帮助物理学家理解微观世界的最有效方法之一。

在磁性材料中,光谱学可以获得大量信息,其中单个光子粒子(光子)的能量将内部电子提升到更高的能量。这是因为这些方法可以分别获得磁性材料中不同类型原子的磁性,并使科学家能够理解不同组分的作用和相互作用。这种被称为X射线磁圆二色(XMCD)光谱的实验技术最早是在20世纪80年代后期引入的,通常需要大型器件同步辐射源或X射线激光器。

为了研究磁化对超短激光脉冲的响应,这是确定磁性材料控制的最快方法,近年来已有小规模的实验室光源在极紫外(XUV)光谱范围内传输超短脉冲。较低的XUV光子能量,即材料中较弱的束缚电子,对于基于材料中的潜在磁化来解释光谱提出了新的挑战。来自柏林Max Born研究所的研究人员和来自Halle的Max-planck微物理研究所和瑞典乌普萨拉大学的研究人员现在提供了对XUV光子磁光响应的详细分析。

(Boco Park - Graphic)测量和计算Δβ磁性钴的二向色吸收部分的功能,包括局部场效应(LFE)和多体校正,使得完整的ab initio理论与实验相吻合。照片:Forschungsverbund Berlin e.V. (FVB)

将实验与ab initio相结合,ab initio仅采用原子类型和材料中的排列作为输入信息。对于典型的磁性元素铁,钴和镍,可以详细测量这些材料对XUV辐射的响应。科学家已经发现,观测到的信号并不是简单地与各个元素的磁矩成比例,并且如果考虑所谓的局部磁场效应,理论上可以再现这种偏差。提供理论描述的Sangeeta Sharma解释说,局部电场效应可以理解为材料中电荷的短暂重排,这是由用于研究XUV辐射的电场引起的。

在解释频谱时,必须考虑系统对此类干扰的响应。这种新的见解现在允许定量分离来自材料的不同元素的信号。该研究的第一作者Felix Willems表示,由于大多数功能性磁性材料由多种元素组成,因此对这些材料的研究至关重要,特别是当我们对激光脉冲操作的动态响应更为复杂时。结合实验和理论,现在准备研究如何使用动态微观过程来实现期望的结果,例如在短时间内改变磁化强度。这是基础和应用的好处。

使用紫外线辐射来检测磁性材料,可以获得磁系统与光的相互作用的详细显微图像。这是操纵磁性材料的最快方法。由Max Born Institute领导的一个研究小组现在为该光谱信号的解释提供了实验和理论基础,其结果发表在《物理评论快报》中。

研究光与物质之间的相互作用是帮助物理学家理解微观世界的最有效方法之一。

在磁性材料中,光谱学可以获得大量信息,其中单个光子粒子(光子)的能量将内部电子提升到更高的能量。这是因为这些方法可以分别获得磁性材料中不同类型原子的磁性,并使科学家能够理解不同组分的作用和相互作用。这种被称为X射线磁圆二色(XMCD)光谱的实验技术最早是在20世纪80年代后期引入的,通常需要大型器件同步辐射源或X射线激光器。

为了研究磁化对超短激光脉冲的响应,这是确定磁性材料控制的最快方法,近年来已有小规模的实验室光源在极紫外(XUV)光谱范围内传输超短脉冲。较低的XUV光子能量,即材料中较弱的束缚电子,对于基于材料中的潜在磁化来解释光谱提出了新的挑战。来自柏林Max Born研究所的研究人员和来自Halle的Max-planck微物理研究所和瑞典乌普萨拉大学的研究人员现在提供了对XUV光子磁光响应的详细分析。

(Boco Park - Graphic)测量和计算Δβ磁性钴的二向色吸收部分的功能,包括局部场效应(LFE)和多体校正,使得完整的ab initio理论与实验相吻合。照片:Forschungsverbund Berlin e.V. (FVB)

将实验与ab initio相结合,ab initio仅采用原子类型和材料中的排列作为输入信息。对于典型的磁性元素铁,钴和镍,可以详细测量这些材料对XUV辐射的响应。科学家已经发现,观测到的信号并不是简单地与各个元素的磁矩成比例,并且如果考虑所谓的局部磁场效应,理论上可以再现这种偏差。提供理论描述的Sangeeta Sharma解释说,局部电场效应可以理解为材料中电荷的短暂重排,这是由用于研究XUV辐射的电场引起的。

在解释频谱时,必须考虑系统对此类干扰的响应。这种新的见解现在允许定量分离来自材料的不同元素的信号。该研究的第一作者Felix Willems表示,由于大多数功能性磁性材料由多种元素组成,因此对这些材料的研究至关重要,特别是当我们对激光脉冲操作的动态响应更为复杂时。结合实验和理论,现在准备研究如何使用动态微观过程来实现期望的结果,例如在短时间内改变磁化强度。这是基础和应用的好处。