Jaarboek no. 89. 2010/2011 - Koninklijke Maatschappij voor ...
Jaarboek no. 89. 2010/2011 - Koninklijke Maatschappij voor ...
Jaarboek no. 89. 2010/2011 - Koninklijke Maatschappij voor ...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
de intensiteit van het invallende licht: H ∝ V • I 0 !<br />
Let wel: het is de elektrische veldcomponent van<br />
het licht = elektromagnetische straling, welke hier<strong>voor</strong><br />
verantwoordelijk is, niet de magnetische! Met<br />
behulp van dergelijke, optisch gegenereerde, zeer<br />
korte (100fs) magneetveldpulsen konden magnetische<br />
resonanties worden aangeslagen in het materiaal<br />
DyFeO3 , die vervolgens met behulp van het<br />
tijdsopgeloste Faraday effect werden gedetecteerd<br />
(zie figuur 3). Een nadere analyse van dit experiment<br />
toonde aan dat het optisch gegenereerde magneetveld<br />
een sterkte van wel 5Tesla bereikte. Echter, met<br />
dergelijke pulsen is <strong>no</strong>g veel meer mogelijk: we hebben<br />
laten zien dat door het zorgvuldig kiezen van<br />
de fase tussen twee laserpulsen, een magnetische<br />
resonantie naar believen kan worden versterkt of<br />
verzwakt, en zelfs geheel kan worden stop gezet! 10<br />
Dit geeft inderdaad totaal nieuwe mogelijkheden<br />
<strong>voor</strong> het bestuderen en manipuleren van magnetisme<br />
met de snelheid van het licht!<br />
Nu werden deze en vergelijkbare resultaten bereikt<br />
met diëlektrische materialen die een zeer grote<br />
Faraday constante en een zeer hoge transmissie<br />
hebben. Werkt dit nu ook met gewone metallische<br />
magneten, en in het bijzonder, werkt dit ook met<br />
Natuurkundige <strong>voor</strong>drachten I Nieuwe reeks 89<br />
Magneten schakelen met de snelheid van licht<br />
Figuur 4<br />
Effect van een enkele circulair gepolarizeerde laserpuls van 40 femtoseconde op de domeinen van een dunne<br />
magnetische film: rechtsdraaiend licht (σ+) draait een donker domein om naar een wit domein, linksdraaiend (σ-)<br />
een wit naar een donker. Dit werd bereikt door de laserbundel met grote snelheid (50mm/s) over het oppervlak<br />
te bewegen waardoor iedere puls op een andere plek arriveerde. De grootte variaties in de geschreven domeinen<br />
worden veroorzaakt door de puls tot puls variaties in de laser.<br />
de typische materialen die gebruikt worden <strong>voor</strong><br />
magnetische recording? In principe zijn daar goede<br />
argumenten tegenin te brengen: een korte berekening<br />
leert dat <strong>voor</strong> directe overdracht van draaimoment<br />
van fotonen naar elektronen je eenvoudigweg<br />
een factor 10.000 te kort komt! En daarbij komt ook<br />
<strong>no</strong>g het eerder ge<strong>no</strong>emde probleem met zeer korte<br />
pulsen: de magnetisatie ompoling dreigt chaotisch<br />
te worden! Anderzijds is het feit dat men zegt dat<br />
iets niet kan een goede uitdaging en motivatie:<br />
never say never!<br />
Figuur 4 laat het resultaat zien van zo’n ‘onmogelijk’<br />
experiment en de manier waarop het tot stand<br />
kwam. Als preparaat werd een 20 na<strong>no</strong>meter dunne<br />
film van het ferri-magnetische materiaal GdFeCo<br />
gebruikt. In een ferrimagneet zijn de spins antiferromagnetische<br />
geordend, maar omdat de ene soort<br />
(hier die van Gd) een groter magnetisch moment<br />
heeft dan de ander (FeCo), is er toch sprake van<br />
een netto magnetisatie. GdFeCo gedraagt zich dus<br />
als een gewone ferromagneet welke, in afwezigheid<br />
van een uitwendig magneetveld, spontaan<br />
opbreekt in grote domeinen met de magnetisatie<br />
omhoog of omlaag (zwart respectievelijk wit in de<br />
figuur). Deze domeinen werden nu bestraald met<br />
79
Change language