激光诱导自旋轨道介导超快退磁的最优控制演示
材料科学
2016-01-20 v1 介观与纳米尺度物理
其他凝聚态物理
摘要
激光诱导超快退磁是指铁磁材料的磁矩在强激光脉冲作用下于 飞秒时间尺度上显著下降的过程。如果这一现象能被未来技术所利用，将提供比现今快几个数量级的器件运行速度的可能性。将此类过程成功转化为技术的关键组成部分在于该过程的可控性，即它可被调节以克服系统所施加的实际和物理限制。在本文中，我们证明了最近通过从头算含时密度泛函理论（TDDFT）研究的自旋轨道介导形式的超快退磁是可控制的。为此，我们使用量子最优控制理论（OCT）将我们的 TDDDT 模拟与 OCT 的优化机制相耦合。我们表明，可以找到一种激光脉冲，在给定时间间隔内最大化磁矩损失，同时服从若干实际和物理约束。此外，我们还包含了对激光脉冲能量密度的约束，并找到了结合显著退磁与较低功率脉冲需求的最优脉冲。这些计算证明了自旋轨道介导超快退磁的最优控制是可能的，并为未来可纳入更多约束的优化/模拟奠定了基础。
引用
@article{arxiv.1506.02332,
title = {Demonstration of Optimal Control of Laser Induced Spin-Orbit Mediated Ultrafast Demagnetization},
author = {P. Elliott and K. Krieger and J. K. Dewhurst and S. Sharma and E. K. U. Gross},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.02332},
year = {2016}
}