在零轨道角动量反铁磁体中用光调控磁性
材料科学
2023-05-04 v1 其他凝聚态物理
摘要
反铁磁材料具有本征超快自旋动力学，使其成为未来在 THz 频率下工作的磁子器件的理想候选。当前研究的一个主要焦点是探索在反铁磁绝缘体中高效产生相干磁子的光学方法。在具有轨道角动量的磁晶格中，自旋-轨道耦合通过低能电偶极子（如声子与轨道共振）与自旋的相互作用实现自旋动力学。然而，在零轨道角动量的磁系统中，缺乏共振且低能光学激发相干自旋动力学的微观途径。在此，我们通过实验考察电子与振动激发在零轨道角动量磁体光学调控中的相对优劣，聚焦于一个极限情形：由轨道单态 Mn2+ 离子构成的反铁磁体硫代磷酸锰（MnPS3）。我们研究了自旋与其带隙内两类激发的关联：从 Mn2+ 单态轨道基态到轨道三重态的束缚电子轨道激发，引起相干自旋进动；以及导致热自旋无序的晶体场振动激发。我们的发现将轨道跃迁视为由零轨道角动量磁中心构成的绝缘体中磁调控的关键目标。
引用
@article{arxiv.2204.10574,
title = {Controlling magnetism with light in a zero orbital angular momentum antiferromagnet},
author = {Mattias Matthiesen and Jorrit R. Hortensius and Samuel Mañas-Valero and Makars Šiškins and Boris A. Ivanov and Herre S. J. van der Zant and E. Coronado and Dmytro Afanasiev and Andrea D. Caviglia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.10574},
year = {2023}
}
备注
9 pages, 4 figures