Fotomagnetismus - Photomagnetism

Energetický diagram přechodů mezi základním stavem a magnetickým stavem. Plné šipky představují absorpci fotonů a přerušované šipky představují neradiační procesy

Fotomagnetismus (fotomagnetický efekt) je účinek, při kterém materiál získává (a v některých případech ztrácí) svůj feromagnetický vlastnosti v reakci na světlo. Současný model tohoto jevu je indukován světlem elektronový přenos, doprovázený obrácením směru otáčení an elektron. To vede ke zvýšení koncentrace spinu, což způsobuje magnetický přechod.[1] V současné době je pozorováno, že účinek přetrvává (po nějakou významnou dobu) pouze při velmi nízké teplotě. Ale při teplotách, jako je 5 K, může účinek přetrvávat několik dní.[1]

Mechanismus

K magnetizaci a demagnetizaci (není-li tepelně demagnetizována) dochází prostřednictvím přechodných stavů [2] jak je znázorněno (vpravo). Magnetizační a demagnetizační vlnové délky poskytují systému energii k dosažení mezilehlých stavů, které se potom neradiačně uvolní do jednoho ze dvou stavů (mezilehlý stav pro magnetizaci a demagnetizaci se liší, takže tok fotonů není plýtváním relaxací stejný stav, ze kterého byl systém právě vzrušený). Přímý přechod ze základního stavu do magnetického stavu, a co je důležitější, naopak, je a zakázaný přechod, a to vede k magnetizovanému stavu metastabilní a přetrvávají po dlouhou dobu při nízkých teplotách.

Analogy pruské modři

Jednou z nejslibnějších skupin molekulárních fotomagnetických materiálů je Co-Fe pruská modř analogy (tj. sloučeniny se stejnou strukturou a podobnou chemickou látkou tvoří pruskou modř. Analog pruské modři má chemický vzorec M1-2xSpol1 + x[Fe (CN)6] • zH2O, kde x a z jsou proměnné (z může být nula) a M je alkalický kov. Analogy pruské modři mají kubickou strukturu uprostřed tváře.

Je nezbytné, aby struktura byla nestechiometrický.[3] V tomto případě jsou molekuly železa náhodně nahrazeny vodou (6 molekul vody na vyměněné železo). Tato nestechiometrická je nezbytná pro fotomagnetismus analogů pruské modři, protože oblasti, které obsahují železné volné místo, jsou stabilnější v nemagnetickém stavu a oblasti bez volného místa jsou stabilnější v magnetickém stavu. Osvětlením správnou frekvencí lze jednu nebo druhou z těchto oblastí lokálně změnit na její stabilnější stav z hromadného stavu, což spustí fázovou změnu celé molekuly. Změny reverzní fáze lze dosáhnout vzrušením druhého typu oblasti příslušnou frekvencí.

Viz také

Reference

  1. ^ A b Pejaković, Dušan A .; Manson, Jamie L .; Miller, Joel S .; Epstein, Arthur J. (2000). „Fotoindukovaný magnetismus, dynamika a chování seskupeného skla magnetu na bázi molekul“. Dopisy o fyzické kontrole. 85 (9): 1994–1997. Bibcode:2000PhRvL..85.1994P. doi:10.1103 / PhysRevLett.85.1994. ISSN  0031-9007. PMID  10970666.
  2. ^ Gütlich, P (2001). "Fotoswitchovatelné koordinační sloučeniny". Recenze koordinační chemie. 219-221: 839–879. doi:10.1016 / S0010-8545 (01) 00381-2. ISSN  0010-8545.
  3. ^ Kawamoto, Tohru; Asai, Yoshihiro; Abe, Shuji (2001). „Nový mechanismus fotoindukovaných reverzibilních fázových přechodů v magnetech na bázi molekul“. Dopisy o fyzické kontrole. 86 (2): 348–351. arXiv:cond-mat / 0006076. Bibcode:2001PhRvL..86..348K. doi:10.1103 / PhysRevLett.86.348. ISSN  0031-9007. PMID  11177828.

Další čtení