利用磁性异质结构工程化超快自旋流与太赫兹瞬态
介观与纳米尺度物理
2013-09-03 v1 其他凝聚态物理
摘要
在基于自旋的电子学中，信息通过电子束的自旋态进行编码。处理这些信息需要通过固体受控地传输自旋角动量，最好能达到迄今尚未探索的太赫兹 (THz) 频段。在此，我们通过实验和理论证明，利用专门设计的磁性异质结构可以操纵飞秒自旋流脉冲的时间形状。我们使用激光脉冲将自旋从铁磁 Fe 薄膜驱动到具有低 (Ru) 或高 (Au) 电子迁移率的非磁性覆盖层中。产生的瞬态自旋流通过基于逆自旋霍尔效应的超快非接触式安培计进行检测，该效应将自旋流转换为太赫兹电磁脉冲。我们发现，Ru 覆盖层产生的自旋流脉冲 considerably 更长，因为电子注入到 Ru 的 d 态中，其迁移率远小于 Au 的 sp 态。因此，通过定制磁性异质结构可以塑造自旋流脉冲及其产生的太赫兹瞬态，这为工程化高速自旋电子器件以及宽带太赫兹发射器打开了大门，特别是覆盖了难以捉摸的 5 至 10 THz 范围。
引用
@article{arxiv.1210.5372,
title = {Engineering ultrafast spin currents and terahertz transients by magnetic heterostructures},
author = {T. Kampfrath and M. Battiato and P. Maldonado and G. Eilers and J. Nötzold and I. Radu and F. Freimuth and Y. Mokrousov and S. Blügel and M. Wolf and P. M. Oppeneer and M. Münzenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:1210.5372},
year = {2013}
}