17 feb. 1999
2 minuten
De magnetische krachten in magnetische materialen, zoals ijzer, kunnen met licht heel snel worden gemanipuleerd. Rubicon-onderzoeker Johan Mentink heeft dat samen met collega Martin Eckstein van de universiteit van Hamburg-CFEL/MPSD als eerste theoretisch aangetoond. Snel en effectief manipuleren is van grote fundamentele en technologische waarde, bijvoorbeeld voor snellere harddisks.
De interactie tussen microscopisch kleine ‘spins’ (magnetische momenten) bepaalt de sterkte van magneten en is afhankelijk van de interacties tussen de elektronen in magnetische materialen. Die elektronen kunnen heel snel worden gemanipuleerd met een elektrisch veld zoals van laserlicht. Maar wat gebeurt er vervolgens met de magnetische krachten? Dit vormt een heel uitdagend probleem, omdat bestaande theoretische concepten en formules niet opgaan voor zo’n snel magnetisme. Mentink en Eckstein hebben twee state-of-the-art methoden gecombineerd waardoor het berekenen van dit supersnelle magnetisme mogelijk werd. Zij vinden dat de magnetische krachten heel snel en effectief met licht kunnen worden gemanipuleerd. Dit vormt een belangrijke schakel in natuurkundig onderzoek, en creëert mogelijkheden om het effect van magnetismemanipulatie met licht ook experimenteel verder te bestuderen.
Zwakker magnetisme voor sterkere harddisks
Afzwakken van het magnetisme maakt het makkelijker om magnetische bits om te schakelen. Dat gebeurt van noord (0) naar zuid (1), een mechanisme dat bijvoorbeeld in harddisks gebruikt wordt.
Met de beste huidige technologie gaat het omschakelen van magnetische bits in ongeveer 1 nanoseconde. Mentink en Eckstein tonen aan dat magnetische krachten meer dan 10.000 keer sneller kunnen verzwakken dan de snelste schakeltijd die met de huidige technologie mogelijk is. Deze kennis kan toegepast worden voor een hele nieuwe generatie magnetische apparaten die reageren op elektrische velden, zoals met hedendaagse lasertechnologie o.a. bekend van de toepassing in medische apparatuur.
Magnetisme creëren
De onderzoekers werkten om te beginnen met een relatief eenvoudig model voor een isolerend materiaal en vonden daar een groot effect. Dit resultaat vormt een aanknopingspunt voor verder onderzoek om met andere materialen en andere typen lasers te berekenen en te meten of bijvoorbeeld magnetisme ook versterkt kan worden. Mentink: "Een droom is om een niet-magnetisch materiaal magnetisch te kunnen maken, waardoor het extra nuttig kan worden gebruikt. Voor specifieke voorspellingen is het nog te vroeg, maar stel je voor dat bijvoorbeeld silicium of grafeen magnetisch gemaakt kan worden, dat zou een enorme impact hebben op toekomstige technologische ontwikkelingen."
Rubicon
De gehonoreerden kunnen met hun financiering uit Rubicon tot 24 maanden onderzoek doen. De hoogte van de financiering is afhankelijk van de gekozen bestemming en de duur van het verblijf. Per jaar kan NWO zo’n 60 jonge onderzoekers financieren binnen Rubicon (voor een totaalbedrag van zeven miljoen euro, verdeeld over drie ronden). Het programma Rubicon is vernoemd naar de rivier die Julius Caesar overstak voordat hij aan zijn zegereeks begon die uiteindelijk leidde tot de uitspraak ‘veni, vidi, vici’.
Anderen lazen ook
