超薄铁磁双层结构中的动态界面效应
材料科学
2025-05-14 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们研究了在飞秒(fs)到纳秒(ns)时间尺度上，对1.5 nm厚Co/1.5 nm厚Py双层体系的磁化动力学。磁化在fs时间尺度上的动力学特征为高度非平衡态，由于激光激发导致磁化迅速降低。在另一方面，ns时间尺度上的动力学特征为接近平衡态，涉及共振磁振子的激发。我们展示了在这两个非平衡态的尺度跨度中，Co和Py层之间的界面相互作用是动态的，并且同时影响fs尺度上的磁化损失和ns尺度上的磁振子动力学。在超快(fs)尺度上，比较时间分辨磁光 Kerr效应(TR-MOKE)测量与基于温度的{\mu}T模型仿真，发现该双层结构的脱磁动力学介于其单个层的脱磁动力学之间。当由超短激光脉冲激发驱动时，单个Co和Py层的磁化动力学在超快响应的初始阶段看起来是解耦的，各自独立演化。在另一方面，在ns尺度上，双层的两个单个层以相同频率呈耦合方式预cess在一起，作为一个有效的单层。此外，通过将超快脱磁与预cess衰减相关，我们尝试在fs到ns尺度跨越两个非平衡态之间建立联系。这些结果改进了我们对超薄交换耦合铁磁双层结构在跨尺度上的磁化动力学的理解，并为设计高频和高效能的自旋电子器件概念提供了宝贵的见解。
引用
@article{arxiv.2505.08490,
title = {Dynamic interfacial effects in ultrathin ferromagnetic bilayers},
author = {Anulekha De and Christopher Seibel and Sanjay Ashok and Paul Herrgen and Akira Lentfert and Laura Scheuer and Georg von Freymann and Philipp Pirro and Baerbel Rethfeld and Martin Aeschlimann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.08490},
year = {2025}
}