Teknovation Logo
robot

 
  • Mark Rudner fra Niels Bohr Instituttet ved Københavns Universitet er med i opdagelsen, hvor man ved påførsel af laserlys på et metal er i stand til at forvandle sig selv indefra og pludselig opnå egenskaber, som det ikke havde i forvejen.

13. september 2019, kl. 07:01 

Fra metal til magnet med laserlys

Som de første har fysikere fra Københavns Universitet og Nanyang Technological University i Singapore fundet en metode til at få ikke-magnetiske materialer til at gøre sig selv magnetiske ved brug af laserlys. 


Normalt går man ud fra, at mange metaller har de egenskaber, de nu engang har, fordi deres atomer er arrangeret på en bestemt måde på nanoskala. Atomernes struktur bestemmer for eksempel om et materiale fungerer godt som elektrisk ledende, og om det er magnetisk eller ej. Skal man ændre på et materiales iboende egenskaber, sker det hovedsageligt med brug af kemi.

Men, nu har to forskere, fra henholdsvis Københavns Universitet og Nanyang Technological University i Singapore, opdaget et helt nyt fænomen: Nemlig at et metal er i stand til at forvandle sig selv indefra og pludselig opnå egenskaber, som det ikke havde i forvejen, hvis det bliver bestrålet med laserlys.

"Vi har i flere år undersøgt, hvordan vi kan ændre et materiales egenskaber ved at bestråle det med en bestemt type lys. Det nye er, at vi nu ikke alene kan ændre egenskaberne med lys, der kommer udefra, men at vi kan få materialet til at forandre sig selv indefra og overgå til en ny fase med helt nye egenskaber. Det får så at sige sit 'eget liv'. I dette tilfælde ændrer et ikke-jernholdigt materiale sig til pludselig at blive en magnet," siger forsker og lektor Mark Rudner fra Niels Bohr Instituttet på Københavns Universitet.

Han og forskerkollega Justin Song fra Nanyang Technological University har gjort opdagelsen, som er publiceret i tidsskriftet Nature Physics.

Forskerne har gennem et teoretisk analyse påvist, at når en ikke-magnetisk metalskive bliver belyst af lineært polariseret lys, kan der spontant opstå cirkulerende elektriske strømme og dermed magnetisme i skiven.

Det er de såkaldte plasmoner (en type elektronbølger) i materialet, som forskerne bruger til at ændre materialets egenskaber. Når materialet bliver bestrålet med laserlys, begynder plasmonerne inde i metalskiven at rotere enten i eller imod urets retning. Men idet plasmonerne ændrer materialets båndstruktur, ændrer det samtidig plasmonerne selv og sætter et feedback-loop i gang. Feedback fra plasmonernes indre elektriske felter får plasmonerne til at bryde sin symmetri og udløser en ustabilitet, som gør metallet magnetisk.

følge Mark Rudner åbner teorien op for en helt anden tankegang, og antageligt et lang række anvendelsesmuligheder:

"Det er et eksempel på, hvordan samspil mellem lys og stof kan bruges til at fremstille bestemte egenskaber i et materiale 'on demand'. Og det baner det vejen for en masse måder at udnytte det på, idet princippet er ret generelt og kan virke på mange slags materialer. Vi har vist, at vi kan forvandle materialet til en magnet. Men så kan vi måske også ændre det til en superleder eller noget tredje eller fjerde," siger Mark Rudner, og tilføjer:

"Man kan kalde det for det 21. århundredes form for alkymi. I middelalderen var folk fascinerede af udsigten til at forvandle bly til guld. I dag får vi i stedet et materiale til at opføre sig som et andet ved at stimulere det med laser."

Ifølge Mark Rudner er princippet for eksempel anvendeligt i tilfælde, hvor man har brug for, at et materiale nogle gange er magnetisk og nogle gange ikke. Et andet område, hvor det kan være meget anvendeligt er i opto-elektronik - altså kombinationen af lys og elektronik, som man eksempelvis bruger i fiber-internet og i udvikling af sensorer.

Forskernes næste skridt er at finde flere eksempler på fænomenet. 


  • Del denne artikel på Facebook
  • Del denne artikel på Twitter
  • Del denne artikel på LinkedIn

 

 
 
 
 
 
Teknovation
 
 
Teknovation ApS
Sydvestvej 110, 1
2600 Glostrup
T. 46139000
F. 46139021
M. info@teknovation.dk
CVR Nr. 28680392

 
Copyright © Teknovation ApS
All Rights Reserved.
CMS: Scalar Media

Persondata- og cookiepolitik