Физики из Японии и США впервые показали, что лазерный импульс может изменить спиновое состояние квантового материала, при этом не меняя его орбитальное состояние.
Новая работа ученых показывает, что использование лазера может изменить спин атомов квантового материала — манганата ниобия-стронция, — при этом никак не влияя на их орбитали. Обычно исследуемый учеными материал используется в виде тонких кристаллических слоев. Один из методов исследования данного типа материалов — это воздействие на них лазерным лучом и дальнейшее наблюдение за возникающими изменениями. В одном из таких анализов эксперты хотели увидеть, что орбитали электронов и упорядоченные спины в материале станут полностью разупорядочены, поскольку частицы будут поглощать импульсы излучения ближнего инфракрасного диапазона.
Но, к их удивлению, расплавились только спиновые состояния, а орбитальные остались нетронутыми. Это значит, что было нарушено нормальное спин-орбитальное взаимодействие. По словам исследователей, ранее такого не наблюдалось. Согласно полученным данным, данное свойство квантового материала можно использовать для того, чтобы создавать устройства на основе «орбитроники». Это аналог спинтроники, где вместо спинов используются орбитальные характеристики электроники. По расчетам физиков, данные устройства могут работать в десять тысяч раз быстрее спинтронных. Новая работа при этом показывает, что переключение между двумя орбитальными состояниями может быть сделано при помощи коротких всплесков терагерцового излучения, а не магнитных полей, которые используют сегодня.
