通过非平衡自旋织构实现磁畴壁的飞秒工程调控
应用物理
2025-07-29 v1 其他凝聚态物理
摘要
磁织构的超快光学控制为节能、高速的自旋电子器件提供了新的机遇。虽然通过全光开关实现均匀磁化反转已得到充分证实，但在超快激发下非均匀畴壁的形成动力学仍知之甚少。在这里，我们利用洛伦兹超快电子显微镜结合瞬态光学光栅激发，直接成像了亚铁磁GdFeCo薄膜中畴壁的实时形成过程。我们观察到在10皮秒内从无序的自旋对比度到有序的畴壁阵列的快速演化，包括一个瞬态的、强烈不对称的畴壁状态。在一个狭窄的注量窗口内，短寿命的畴壁形成并在皮秒内自发消失。结合原子自旋动力学和微磁学的多尺度模拟揭示了一个非线性成核路径，该路径涉及一个混合过渡态，其中局域化的、不稳定的自旋织构合并成亚稳态畴壁。这种非平衡机制解释了所观察到的不对称性和空间有序性，并为在飞秒时间尺度上控制磁性材料中的自旋织构建立了一个框架。
引用
@article{arxiv.2507.20701,
title = {Femtosecond Engineering of magnetic Domain Walls via Nonequilibrium Spin Textures},
author = {Yuzhu Fan and Gaolong Cao and Junlin Wang and Sheng Jiang and Jing Wu and Johan Åkerman and Jonas Weissenrieder},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.20701},
year = {2025}
}