麻省理工學院利用太赫茲激光在反鐵磁材料中引發長磁狀態

    麻省理工學院的研究人員在反鐵磁材料的研究中取得了突破性進展，他們利用太赫茲(THz)激光在反鐵磁材料中引發了持續時間超過2.5毫秒的長磁狀態。這一發現為量子光學中一個70年的老問題帶來了新的啟示，并可能對信息處理和存儲芯片技術產生深遠影響。

    一、反鐵磁材料與太赫茲激光的應用

    反鐵磁材料由具有交替自旋的原子組成，每個自旋都指向與相鄰自旋相反的方向，使得材料具有凈零磁化強度，可抵抗任何磁拉力。麻省理工學院的物理學家們通過使用太赫茲激光直接刺激反鐵磁材料中的原子，成功地將材料中原子自旋的平衡轉向磁性狀態。所用材料為FePS3，一種在臨界溫度約118K時轉變為反鐵磁相的材料。

    二、實驗過程與結果

    研究人員將FePS3樣品置于真空室中，冷卻至118K及以下溫度。然后，他們讓一束近紅外光穿過有機晶體，將光轉換為太赫茲頻率，從而產生太赫茲脈沖，并將這束太赫茲光對準樣品。在多次重復實驗中，團隊觀察到，太赫茲脈沖成功地將原本為反鐵磁性的材料切換到了一個新的磁態，這一轉變出乎意料地持久，甚至在激光關閉后仍能持續數毫秒。

    三、研究意義與未來應用

    這項研究提供了一種控制和切換反鐵磁材料的新方法，有可能推動信息處理和存儲芯片技術的發展。反鐵磁體可以集成到未來的存儲芯片中，由于磁疇的穩定性，這些芯片將能夠存儲和處理更多的數據，同時比現有設備消耗更少的能量和空間。這項研究發表在《自然》雜志上，標志著反鐵磁材料在信息處理和存儲技術中的巨大應用潛力。