В МГУ создали сверхбыстрый высокочувствительный сенсор намагниченности

Сотрудники физического факультета МГУ разработали сверхбыстрый магнитоплазмонный сенсор, чувствительный к субпикосекундному изменению намагниченности среды. Результаты исследования дополняют активно развивающееся направление сверхбыстрого оптомагнетизма и его приложений, таких как, например, быстрая термомагнитная запись. Статья опубликована в журнале Nano Letters.

Новый метод детектирования обладает большой чувствительностью на ультракоротких (единицы пикосекунд) временах, что позволяет использовать его для исследования магнитной динамики в системах с практически полностью скомпенсированной намагниченностью (антиферромагнетиках и ферримагнетиках). В основе сенсора лежат специальным образом наноструктурированные никелевые пленки. В этих структурах возможно возбуждение сверхкоротких поверхностных плазмон-поляритонов — связанных состояний электромагнитного излучения и электронов в металле, распространяющихся по границе раздела металл — диэлектрик.

Поверхностные плазмоны хорошо отражают любые изменения оптических и магнитных свойств металла и окружающего его диэлектрика, что делает возможным их использование в биологических, химических и магнитных сенсорах. Фемтосекундный лазерный импульс способен размагнитить ферромагнитные металлические пленки за время порядка одной пикосекунды. Ученые использовали чувствительность поверхностных плазмонов к состоянию намагниченности ферромагнитного материала для более эффективной регистрации сверхбыстрого процесса лазерного размагничивания никелевых нанорешеток.

«Это несколько нестандартный подход, так как обычно поверхностные плазмоны используют для того, чтобы сильнее размагнитить наноструктуру за счет дополнительной “фокусировки” энергии, что в конечном счете приводит к еще большему ее нагреву. В результате мы смогли исследовать магнитную динамику в никеле, индуцированную лазерным импульсом, с субпикосекундным временным разрешением. Подобные измерения в неструктурированном материале, например в традиционно используемых в подобных исследованиях гладких пленках, обернулись бы значительными техническими трудностями по причине малых значений магнитооптических эффектов, используемых как индикатор намагниченности», — подчеркивает первый автор статьи Илья Новиков.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.