Světlo polapené v magnetickém metamateriálu. Kredit: Rezlind Bushati.

Naprostá většina moderních technologií využívá elektromagnetické jevy. Dokážeme ovládat elektřinu a elektricky nabité částice. Dokážeme ovládat  magnety a také dokážeme ovládat elektromagnetické záření. Vinod Menon z City University of New York a jeho (CUNY) světlo v magnetickém metamateriálu.

Vinod Menon. Kredit: CUNY.

Jde o magnetický van der Waalsův vrstevnatý 2D materiál, tvořený chromem, sírou a bromem. Badatelé zjistili, že když tento speciální magnet pohltí světelné záření, může to dramaticky změnit jeho vlastnosti. Silná optická odpověď magnetů přitom otevírá cestu k vývoji řady nových technologií, včetně magnetických laserů nebo magnetooptických pamětí.

Logo. Kredit: CUNY.

Klíčem k zajímavému chování magnetického metamateriálu je přítomnost excitonů, tedy kvazičástic tvořených elektronem a kladně nabitou „dírou.“

Excitony se chovají jako částice. Pohybují se metamateriálem a rovněž velmi silně interagují s fotony elektromagnetického záření. Tato interakce je tak silná, že dojde k polapení světla v metamateriálu, což následně posílí jeho magnetické vlastnosti.

Experimenty ukázaly, že reakce tohoto metamateriálu na elektromagnetické záření jsou řádově větší než u konvenčních magnetů. Jak popisuje vedoucí výzkumu Florian Dirnberger, když použili vnější magnetické pole a blízce infračervené záření, reakce metamateriálu byla taková, že změnil barvu. To je podle Dirnbergera pořádně silná magnetooptická odpověď.

Video: JQI Seminar Feb. 7, 2022: Vinod Menon

Literatura

Phys.org 16. 8. 2023.

Nature 620: 533–537.