日前，德国亥姆霍兹联合会（HZDR）与弗吉尼亚大学的联合科研团队找到了一种方法，可利用激光束在合金中注入或消除磁性。该技术的可逆性为材料加工、光学技术和数据存储领域开辟了新的可能性。
德国独立研究实验室HZDR的研究人员发明了一种铁与铝的合金。该材料有一种很独特的性质——原子排列的细微变化可以完全改变其磁性行为。“这种合金具有高度有序的结构。当激光破坏了这个顺序时，铁原子就会变得更紧密，开始显出磁性。”物理学家Rantej Bali解释道。
Bali及其科研团队在透明氧化镁上制作了一层合金薄膜，然后让激光照射在薄膜上。当他们用100飞秒的脉冲（一飞秒是十亿分之一秒的十亿分之一秒）来引导一束聚焦的激光束时，合金便形成了一个磁性区域。在同样的区域再次发射低强度的激光脉冲时，磁性便减弱。
在单次低强度激光脉冲的情况下，大约有一半的磁性被保留下来；若使用连续的激光脉冲，磁性完全消失。
美国弗吉尼亚大学的学者负责研究该过程的机理。研究表明，当超短激光脉冲将薄膜材料加热到熔点时，在氧化镁表面及薄膜界面之间便会形成磁性区域。当合金冷却下来时，它进入了一个被称为“过冷液体”的状态，尽管温度已经下降到熔点以下，但它仍然是熔化状态的。这种状态是因为缺少成核点。当原子在超冷态中四处移动寻找成核点时，温度会继续下降。最后，过冷态的原子必须形成一个固体晶格，于是铁和铝原子最终被困在晶格内的随机位置。这个过程只需要几纳秒，而原子的随机排列就会产生磁性。
用强度降低的同样激光会将原子重新排列成一个有序的结构，从而使磁性降低或消失。
在未来的实验中，科学家们想要研究其他有序合金中的这一过程。他们还想研究几种激光束组合的影响。激光在工业上有许多不同的用途，例如在材料加工方面。这一发现也可能为光学和数据存储技术开辟更多的道路。
编译：Coke 责编：李雪
