通过反光学磁电效应控制反磁性域
材料科学
2025-06-10 v1 强关联电子
摘要
反磁性材料因其超快自旋动力学和对外部场的鲁棒性，被视为下一代自旋电子器件的热门平台。对反磁性有序的全光控制是充分发挥其能效高速自旋电子和存储应用潜力的关键。然而，反磁性域的光学写入仍是根本性挑战，因传统磁光技术依赖净磁化，反磁性材料无净磁化。某些多铁磁性反磁性材料中，磁托尔矩提供了通过内在磁电耦合的额外自由度。这一高频耦合表现为光学磁电效应（OME），表现为光传播方向性不对称，使其可用于探测反磁性状态。本文演示了在铁托尔磁性LiNiPO4中利用反光学磁电效应（IOME）实现反磁性域的全光写入。该写入过程为非易失、非热型且确定性，仅通过反转光传播方向即可实现。这种方向性控制源于光子线性动量与磁托尔矩之间的强耦合，使可在任意光偏振下在时反相互域之间可重复切换。我们的发现确立了IOME作为操控反磁性有序的独特机制，开启了由光子动量驱动的全新光磁学范式。
引用
@article{arxiv.2506.07051,
title = {All-optical control of antiferromagnetic domains via an inverse optical magnetoelectric effect},
author = {Shingo Toyoda and Vilmos Kocsis and Yusuke Tokunaga and István Kézsmárki and Yasujiro Taguchi and Taka-hisa Arima and Yoshinori Tokura and Naoki Ogawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.07051},
year = {2025}
}