测量磁序的变化以找到超越电子学的方法

1、 世界各地的研究人员一直在寻找增强或超越电子设备功能的方法，这似乎已经达到了理论极限。毫无疑问，电子技术最重要的优势之一是它的速度。虽然很高，但用其他还没有商业化的方法还是可以超过数量级的。

2、 超越传统电子产品的一种可能方法是使用反铁磁(AFM)材料。原子力显微镜材料的电子自发排列，使得材料的总磁化强度几乎为零。实际上，原子力显微镜材料的有序性可以用所谓的“有序参数”来量化。最近的研究甚至表明，原子力显微镜的有序参数可以通过光或电流“切换”(即从一个已知值非常快地改变到另一个)，这意味着原子力显微镜材料可能成为未来电子器件的构建模块。

3、 然而，我们不了解序列切换过程的动力学，因为很难以高分辨率实时测量原子力显微镜序列参数的变化。目前的方法依赖于仅在原子力显微镜序列切换期间测量一些现象，并试图从那里获得所有图像，这对于理解其他更复杂的现象被证明是不可靠的。因此，由东京工业大学的Takuy a Satoh教授和苏黎世联邦理工学院的研究人员领导的研究团队开发了一种方法，用于彻底测量光激发(即使用激光)引起的YMnO 3晶体的AFM序列变化。

4、 研究人员解决的主要问题是所谓的“实际不可能”，即实时识别电子动力学和原子力显微镜的顺序变化。当材料被激发以触发有序参数的切换和测量时，两者同时被诱发。他们采用了一种称为“二次谐波产生”的基于光的测量方法，其输出值与AFM阶次参数直接相关，并将其与另一种称为法拉第效应的基于光的现象相结合。当某种光或激光照射磁性有序材料时，就会发生这种效应。在YMnO 3的情况下，这种效应以一种可预测且易于理解的方式改变其AFM序列参数。这是他们方法的关键，因此他们可以分别影响用这两种方法测量的多个同时发生的量子现象的起源和性质。

5、 结合这两种不同的测量方法，研究人员试图以超快的分辨率实时充分表征原子力显微镜序列参数的变化。佐藤教授说：“所提出的通用方法允许我们在不到万亿分之一秒的时间尺度上访问序参量的动力学。该方法对于更好地理解反铁磁材料的内功非常重要。佐藤教授解释说：“为了理解超快开关和其他原子力显微镜相关现象中的复杂动力学，准确和全面地跟踪有序参数的变化至关重要。

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