Ska utforska ultrasnabb magnetisering av material

Kemister pratar om kirala molekyler – molekyler som är varandras spegelbilder. Nu har fysiker upptäckt att material även kortvarigt kan få kirala egenskaper, vilket kan påverka materialets magnetism. Wallenberg Academy Fellow Matthias Geilhufe ska nu studera detta spännande fenomen och utveckla den teoretiska förståelsen för det. 

Kiralitet innebär att något kan existera som två spegelbilder, som dina händer. Ljus kan polariseras så att det får kirala egenskaper, det kallas för cirkulärpolariserat ljus. När forskare har bestrålat material med ett sådant ljus har de upptäckt det kan uppstå kirala så kallade fononiska excitationer i materialet, vilket kan beskrivas som kvantiserade svängningar i materialets kristallstruktur. Detta påverkar i sin tur elektronernas spinn, en kvantmekanisk egenskap som ger upphov till magnetism. Så material bestrålade med cirkulärpolariserat ljus kan kortvarigt bli magnetiska – även om materialet annars inte alls har några magnetiska egenskaper. 

Dr Matthias Geilhufe vid Chalmers tekniska högskola ska nu utveckla den teoretiska förståelsen för hur kiralinducerade magnetiska effekter uppstår och fungerar. De effekter forskarna har sett är till exempel betydligt starkare än vad nuvarande teorier förutspår. Varför?  

I framtiden tror forskare att kiralinducerad magnetism eventuellt kan få betydelse inom spinntroniken, där elektroners spinn till exempel används för att bygga energieffektiva kvantdatorer. 

Foto Patrik Lundin