利用时域热反射技术表征FeRh薄膜的非平衡响应
材料科学
2024-03-14 v3
摘要
对FeRh在其一级反铁磁(AF)到铁磁(FM)转变过程中的时域热反射(TDTR)表征表明，瞬态反射率R(t)/R强烈依赖于样品的磁有序。利用TDTR(其使用光脉冲诱导微小温度偏移)，我们发现AF相的R(t)/R表现出大的负响应，而FM相的响应为正。这种磁相敏感性使我们能够研究AF相、FM相以及材料混合相对泵浦脉冲激发的瞬态响应。这些结果具有重要意义，因为反铁磁材料以及反铁磁-铁磁混合材料的超快性质难以用其他常规技术探测。我们发现AF相表现出FM相中未观察到的强亚皮秒信号。R(t)/R符号的磁相依赖性利用第一性原理密度泛函理论(DFT)计算结果得到定性解释。利用两温度模型，我们发现跨越转变的热化时间变化是由AF相与FM相的电子热容和电子-声子耦合因子的差异引起的。AF相中的电子-声子耦合常数也通过使用NTMpy代码包进行的两温度模型确定。对于FM相，我们给出了其电子-声子耦合因子量级的边界。这些结果表明，TDTR可用于研究原本难以探测的磁性材料的瞬态性质。
引用
@article{arxiv.2212.02593,
title = {Characterizing the Nonequilibrium Response of FeRh Thin Films using Time-Domain Thermoreflectance (TDTR)},
author = {Renee M. Harton and Alejandro Ceballos and Vivek Unikandanunni and Alexander Gray and Stefano Bonetti and Peter Krüger and Frances Hellman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.02593},
year = {2024}
}
备注
14 pages, 6 figures