Um grupo de cientistas do City College de Nova York relatou ter notado uma forte resposta magneto-óptica. O material magnético literalmente absorveu a luz, reagindo com ordens de magnitude mais fortes do que se sabia anteriormente. A propriedade descoberta promete levar à criação de lasers magnéticos e novos sistemas de registro de dados baseados não na interação magnetoelétrica usual, mas na interação magneto-óptica.
Presa em um material magnético está a luz. Representação artística. Fonte da imagem: City College of New York
Em seu experimento, os cientistas estudaram as propriedades dos materiais magnéticos de van der Waals. Especificamente, o material magnético semicondutor em camadas CrSBr. Tais materiais, geralmente constituídos por camadas bidimensionais, devido à inclusão de elementos magnéticos, possuem uma estrutura magnética interna e são capazes de exibir propriedades quânticas interessantes. O padrão não decepcionou. Quando um campo magnético externo foi aplicado, ele reagiu tão fortemente a um pulso de luz na região do infravermelho próximo que isso se refletiu em uma mudança na cor do material.
Mas a estrutura do material pode reagir à luz por conta própria. Nos materiais apresentados, aparecem quasipartículas de éxciton, que estão associadas ao material e são capazes de reagir a fótons. Normalmente, essas interações são muito, muito fracas, mas no caso de uma amostra experimental, a estrutura interna do ímã, por assim dizer, captou o pulso de luz recebido e mostrou uma forte reação a ele.
Como os experimentos mostraram, a resposta óptica deste material aos fenômenos magnéticos é ordens de magnitude mais fortes do que nos ímãs comuns. “Como a luz é refletida dentro do ímã, a interação entre eles é realmente aprimorada”, disse o Dr. Florian Dirnberger, principal autor do estudo. “Por exemplo, quando um campo magnético externo é aplicado, a reflexão da luz na região do infravermelho próximo muda tanto que o material praticamente muda de cor. Esta é uma resposta magneto-óptica bastante forte.”
«As aplicações tecnológicas de materiais magnéticos hoje estão associadas principalmente a fenômenos magnetoelétricos. — Disse o co-autor do estudo Jiamin Quan. “Dada uma interação tão forte entre magnetismo e luz, podemos esperar criar lasers magnéticos e revisitar os antigos conceitos de memória magnética controlada opticamente”.