Al centro della connettività Internet globale, le comunicazioni ottiche costituiscono una base indispensabile. La chiave di questa fondazione sono gli isolatori ottici, creati combinando più componenti.
Il risultato è una struttura complessa che trasmette la luce in una sola direzione, per prevenire danni ai laser e ridurre al minimo il rumore evitando l'inversione della luce.
Tuttavia, alcuni materiali magnetici hanno un effetto diodo ottico, un assorbimento non reciproco e non convenzionale della luce manifestato dal materiale stesso. Questo effetto porta ad un cambiamento nella trasmittanza a seconda della direzione in cui viaggia la luce. Se questo fenomeno può essere migliorato, si prevede che gli isolatori ottici possano essere resi più compatti ed efficienti.
Un team di ricercatori guidati dal professore associato Kenta Kimura della Graduate School of Engineering dell'Università metropolitana di Osaka ha studiato il fenomeno dell'assorbimento ottico non reciproco nell'antiferromagnete magnetoelettrico LiNiPO4 alle lunghezze d'onda degli infrarossi a onde corte.
I loro risultati sono pubblicati in Physical Review Letters .
I risultati hanno mostrato che il coefficiente di assorbimento differisce di un fattore due o più quando la direzione della propagazione della luce viene invertita. Questo ampio assorbimento non reciproco è attribuito alle proprietà magnetiche del nichel bivalente (Ni 2 + ) ioni. Inoltre, i ricercatori hanno dimostrato che è possibile commutare l'effetto del diodo ottico con un campo magnetico applicato in modo non volatile.
"L'effetto diodo ottico è un argomento di studio interessante perché è un fenomeno non convenzionale, molto lontano dal senso comune e ha il potenziale per realizzare applicazioni inaspettate. Tuttavia, al momento ci sono ancora molti problemi, come le basse temperature di esercizio ," ha spiegato il professor Kenta Kimura.
"Tuttavia, questa ricerca ha dimostrato l'utilità dei composti contenenti nichel, il che ha notevolmente ampliato l'ambito della selezione dei materiali. Sulla base di queste conoscenze, continueremo lo sviluppo di materiali che presentano un effetto diodo ottico con prestazioni più elevate."
Ulteriori informazioni: Kenta Kimura et al, Commutazione non volatile di un ampio assorbimento ottico non reciproco a lunghezze d'onda infrarosse a onde corte, lettere di revisione fisica (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.036901
Informazioni sul giornale: Lettere di revisione fisica
Fornito da Osaka Metropolitan University
