来源：phys.org; 中国太赫兹研发网 余郑璟博士 编译

太赫兹光波激活量子轨道间电子跃迁，由此推动单元磁铁发生游移。
研究院校：荷兰内梅亨大学（Radboud University）

    2016年10月3日在《自然光学》（Nature Photonics）杂志上发表了由荷兰、德国、俄罗斯三国组成的国际科研团队所设计的一种新型、高能效、超快磁性控制装置。采用低能太赫兹光子，该研究团队成功在万亿分之一秒内实现了磁贴游移。

    “我们的发现着重于在电场中对磁数据位实现直接、高速的控制。我们实验中在太赫兹频率段，已经实现了这一长期的技术理想。”荷兰内梅亨大学（Radboud University）项目科研团队负责人 Rostislav Mikhaylovskiy博士表示。

    该团队所生成的强脉冲电场在一皮秒（即一秒的万亿分之一）内产生循环。其相应的频率被称为太赫兹，也就是一赫兹的万亿分之一。由于太赫兹电场非常强大，可以诱发磁铁中一百万伏特的电压，因此它会扰乱电子的轨道运动，使磁性各向异性轴方向发生偏移。更为重要的情况是，因为这一过程发生的速度很快，磁化作用还不能紧跟这一新方向，于是就形成磁化游移。磁化振荡的振幅与驱动电场呈非线性比例规模。

    磁性的电场控制

    “首次在太赫兹领域中诱发磁化振荡，其振幅中的非线性特征，就光电学本身就是标志着一个新的里程碑。”德国雷根斯堡大学（University of Regensburg）研究团队的负责人Rupert Huber教授补充到。

    Rostislav Mikhaylovskiy博士继续解释：“传统的智慧主要都基于相对能量较弱的磁性太赫兹领域。超快磁性记录要求太赫兹磁场具备几十个特斯拉的振幅，而目前的技术是无法实现的。所以我们才有了另外的想法－采用更强的电场来控制磁各向异性。由于已知效果的非线性标度，太赫兹磁转换仍待预测的场阀值可能会呈数量级减少。”

    基于荷兰内梅亨大学（Radboud University）的实验，该研究启用光线转换磁性。电转换非常快，而且高效高能，Mikhaylovskiy博士解释说，“在此我们采用的是低能太赫兹光子，其能量与磁性中自旋与轨道激活相当。这比磁性内在能量级要高出一百多倍，测量值为一到十毫电子伏特。”

    记录设备上应用

    Mikhaylovskiy博士相信在不远的将来，这一发现将在记录设备上得以应用，同时采用高频晶体管放大器，外加定制的近场天线。“目前，我们的工作是获得更高太赫兹场，并结合太赫兹天线，使其足够实现磁性反转。我们的下一步是在更宽光谱范围内对自旋轨道耦合与磁各向异性进行系统的研究，在远红外、中红外和可见光范围内比较脉冲效率，从而鉴别出操控自旋最高效率、最小耗散的最快途径。

    这一新的发现为荷兰内梅亨大学（Radboud University）开辟了崭新的研究路线。荷兰内梅亨FELIX自由电子激光器设备对磁性太赫兹非线性控制进一步的研究提供了理想的硬件保证。FELIX自由电子激光的波长与研究中采用的波长相似。为了使激活明确，让磁比特能效转换更快、更高效，自由电子激光器的波长可在更宽范围内进行调节。