基于磁热相变的 FeRh 薄膜中可调幅值的激光产生 GHz 表面声波

激光产生的表面声波（SAW）在现代自旋电子学和磁声学中促进高效信息处理。可调节 SAW 参数（如幅值）的能力对于实现对磁onic 属性的声学控制至关重要。这种可调性可通过容纳自旋波和 SAW 的相变磁性材料实现。一种有前景的材料是 FeRh 合金，这是一种室温下的反磁性金属，在 370 K 时发生相变转变为铁磁性态并伴随晶格膨胀。这一相变也可通过亚皮秒激光脉冲诱导。在本文中，我们利用 60 nm 厚 Fe49Rh51 薄膜中的相变光学产生 GHz 准瑞利 SAW 脉冲。我们通过光弹性效应检测这些 SAW，并表明相变期间的晶格转换是上阈值激发下产生应变的主要机制。随着样品温度接近 AFM-FM 相变温度，这一贡献权重增加，当加热至相变温度以上时则“关闭”，从而实现对 SAW 幅值的控制。基于 Fe49Rh51 热力学参数的模型表明，95 ps 内发生的晶格转换有效贡献了与相近时间尺度上的 SAW 生成，而非平衡快速动力学的相变则不起作用。