跳动城乡网强激光脉冲可用于在极短的时间内操纵甚至改变材料的磁化方向。通常，这种效应是由热引起的，因为吸收的激光能量会非常迅速地加热材料，从而导致磁序的超快扰动。
马克斯·波恩研究所 (MBI) 的科学家与一个国际研究小组合作，现已展示出一种产生巨大磁化变化的有效非热方法。
通过将亚铁磁性铁钆合金暴露于极紫外 (XUV) 辐射的圆偏振脉冲中，它们可以显示出特别强的磁响应，具体取决于入射的 XUV 光爆发的手性(左圆偏振或右圆偏振)。
其基本机制基于逆法拉第效应，该效应不依赖于光的吸收，而是提供光的极化与材料中的磁矩之间的有效相互作用。该研究已发表在《通讯物理学》上。
当强激光脉冲照射到磁化介质时，其对磁化的影响通常可以归因于材料吸收时引入的能量。
从微观上讲，这相当于电子的光激发，电子迅速进入非平衡状态，开始相互散射和与其他准粒子散射，从而改变电子自旋和轨道矩，从而改变长程磁化强度。
尽管这些机制产生了各种令人着迷的现象，包括超快速退磁和激光诱导磁化翻转，但它们是以材料产生大量热负荷为代价的，限制了需要快速重复率的技术适用性，例如未来数据存储技术中的读/写操作。
目前，由 MBI 科学家领导的国际研究小组研究了一种完全不同的非热光磁控方法。他们的方法基于光磁现象，不依赖于光吸收引起的电子加热，而是依赖于光偏振和电子自旋之间的直接相干相互作用。
其潜在机制是逆法拉第效应 (IFE)，它导致在由圆偏振辐射光学激发的介质中产生磁矩，其磁化方向取决于圆偏振的左手性或右手性，即其螺旋性。
然而，由于大多数铁磁和反铁磁材料的金属性和高吸收性通常会抑制上述非热效应，因此必须开发一种特殊技术来产生相当大的光磁响应。
科学家利用自由电子激光器 FERMI 产生的圆偏振飞秒极紫外 (XUV) 辐射脉冲，证明了在金属亚铁磁性铁钆 (FeGd) 合金中产生了特别强的 IFE 诱导磁化。
这是可能的，因为 XUV 辐射的光子能量很高，可以共振激发紧密结合的核心能级电子，而由于其固有特性(特别是强自旋轨道耦合)，有利于产生较大的光磁效应。
比较实验观察到的最大螺旋度相关效应 ΔMexp(电影 菱形，左刻度)与计算出的 IFE 响应 ΔIFE(青绿色线，右刻度)作为 XUV 光子能量的函数。ΔMsim(菱形，左刻度)显示了 XMCD(蓝线)对磁化动力学的预期影响，该影响太小，无法解释观察到的效应。来源：MBI / M. Hennecke
通过这种方法，科学家们可以证明，对于 Fe M 3,2核心能级共振周围的不同 XUV 光子能量，IFE 诱导的磁化可以达到合金基态磁化的 20-30%，这是通过圆极化 XUV 脉冲的相反螺旋度诱导的超快退磁之间的差异来测量的。
在从头算理论和自旋动力学模拟的支持下，还可以证明观察到的效应与预期的 IFE 响应一致，并且不能用纯粹的热螺旋性相关机制(例如完善的 X 射线磁圆二色性 (XMCD))来解释。
这些发现为在超快时间尺度上非热产生大磁化提供了一种有效的方法，预计对超快磁性和自旋电子学领域以及相干磁化控制和非线性X射线物质相互作用科学具有重要意义。
