Лаборатория оптических явлений в сегнетоэлектрических и магнитных кристаллах ФТИ им. Иоффе получила два результата в физике магнетизма. Первый — способ напрямую увидеть «спрятанный» магнитный порядок, второй — рекордно крупные магнитные поляроны в полупроводнике.
Физики взяли кристалл фторида кобальта CoF2, который при охлаждении ниже 38 K (около −235 °C) переходит в упорядоченное магнитное состояние. Образец освещали фемтосекундным лазером и регистрировали вторую гармонику (свет удвоенной частоты, который рождается в веществе). Инфракрасный луч на выходе давал видимое оранжевое свечение. Измерения шли в диапазоне от 1,6 до 50 K. Ниже 38 K рисунок сигнала заметно менялся: в одной геометрии поляризации из четырёх «лепестков» оставалось два, в другой сигнал резко усиливался. По словам авторов, такой отклик в CoF2 зарегистрирован впервые. Метод можно использовать как настольный способ находить скрытый порядок в альтермагнетиках. Работа опубликована в Physical Review Letters.
Второе исследование посвящено плёнкам оксида европия EuO, выращенным в НИЦ «Курчатовский институт». Лазерный импульс выбивает электрон в зону проводимости, электрон задерживается рядом с участком намагниченности и выстраивает вокруг себя спины соседних ионов. Так возникает магнитный полярон — связка электрона и «свиты» спинов.
Выше температуры Кюри 69,8 K, ниже которой EuO становится ферромагнетиком, момент таких поляронов достигал 175 тысяч магнетонов Бора. В родственном сульфиде европия он около 18 тысяч, то есть почти в десять раз меньше. Максимум приходится на 70 K, а к 76 K эффект практически исчезает. Живут поляроны микросекунды. Результаты опубликованы в Materials Horizons.
Оба результата — лабораторные эксперименты. Авторы связывают их с развитием спинтроники (электроники, где информацию несёт спин электрона). EuO совместим с кремнием и германием, поэтому его считают удобной основой для будущих энергоэффективных устройств хранения и обработки данных.
