探索逆法拉第效应对全光螺旋度依赖磁化翻转的影响
应用物理
2025-12-22 v2
摘要
全光螺旋度依赖磁化翻转（AO-HDS）是仅使用超短激光脉冲的最快数据记录技术。FePt 颗粒为研究驱动磁化翻转的效应之间的相互作用提供了理想平台。我们确定磁圆二色性（MCD）和逆法拉第效应（IFE）是主要的翻转驱动力。超快光子吸收迅速升高电子温度，淬灭磁化强度。MCD 的螺旋度依赖吸收确保了不同的电子温度，通过在每个自旋通道中产生不同的自旋噪声速率，从而保持有限的翻转概率。IFE 感生出一个磁矩，增强了这一概率。我们展示了在 800 nm 至 1500 nm 的近红外光谱范围内进行的超短激光脉冲（<200 fs）AO-HDS 实验，证明了翻转效率与吸收能量密度之间的相关性。将电子温度升高至居里点，使得 IFE 能够在淬灭的磁化状态下感生出一个磁矩，从而实现确定性翻转。与畴壁运动和畴生长主导翻转过程的薄膜或多层膜不同，在纳米级颗粒中增加 MCD 并不会提高翻转效率。居里温度附近的电子通常会在 IFE 产生的更高感生磁化强度下获得更高的翻转率。MCD 设定了必要的翻转条件，即分离电子温度。IFE 产生一个磁矩，引导自旋朝向所需方向，从而提高翻转效率。每个激光脉冲为每个颗粒启动一个新的翻转概率，这增加了 IFE 指示方向的作用。更强的吸收确保了在低翻转通量下获得更高的感生磁化强度。
引用
@article{arxiv.2401.18010,
title = {Exploring the impact of the inverse Faraday effect on all-optical helicity-dependent magnetization switching},
author = {M. Kohlmann and L. Vollroth and K. Jäckel and K. Hovorakova and E. Schmoranzerova and K. Carva and D. Hinzke and U. Nowak and M. Münzenberg and J. Walowski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.18010},
year = {2025}
}