Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света

В основе глобальной интернет-связи лежит оптическая связь, которая является незаменимым фундаментом. Ключевым элементом этой основы являются оптические изоляторы, созданные путем объединения множества компонентов.

В результате получается сложная структура, пропускающая свет только в одном направлении, чтобы предотвратить повреждение лазеров и минимизировать шумы за счет отсутствия обратного хода света.

Однако некоторые магнитные материалы обладают оптическим диодным эффектом — нетрадиционным невзаимным поглощением света, проявляющимся в самом материале. Этот эффект приводит к изменению пропускания в зависимости от направления, в котором движется свет. Если это явление удастся усилить, ожидается, что оптические изоляторы можно будет сделать более компактными и эффективными.

Группа исследователей под руководством доцента Кенты Кимуры из Высшей инженерной школы Университета Осака Метрополитен исследовала явление невзаимного оптического поглощения в магнитоэлектрическом антиферромагнетике LiNiPO₄ в коротковолновом инфракрасном диапазоне длин волн. Результаты показали, что коэффициент поглощения отличается в два и более раз, когда направление распространения света меняется на противоположное. Такое большое невзаимное поглощение объясняется магнитными свойствами двухвалентных ионов никеля (Ni₂+). Кроме того, исследователи продемонстрировали возможность энергонезависимого переключения эффекта оптического диода с помощью приложенного магнитного поля.

Эффект оптического диода — интересный предмет исследования, поскольку это такое нетрадиционное явление, которое далеко отстоит от здравого смысла и имеет потенциал для реализации неожиданных приложений. Однако в настоящее время существует множество проблем, таких как низкие рабочие температуры, — пояснил профессор Кента Кимура.

Тем не менее, это исследование продемонстрировало полезность соединений, содержащих никель, что значительно расширило сферу выбора материалов. Основываясь на этих знаниях, мы продолжим разработку материалов, демонстрирующих более высокую эффективность оптического диодного эффекта.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review Letters.

18.01.2024