稀土基多层膜中由面内重取向诱导的单激光脉冲磁化反转
材料科学
2022-12-29 v1
摘要
单脉冲全光螺旋度无关开关（AO-HIS）是指利用飞秒单激光脉冲反转纳米结构磁矩的能力。这是一种无需施加任何外场的超快磁化操控方法。自首次在 GdFeCo 亚铁磁体系上开展开关实验以来，单脉冲 AO-HIS 一度仅限于 Gd 基合金或 Gd/FM 双层膜（其中 FM 为铁磁层）。直到最近，AO-HIS 才扩展到少数其他材料：MnRuGa 亚铁磁 Heusler 合金以及具有特定厚度和成分范围的 Tb/Co 多层膜。在此，我们证明在 Tb/Co 中观察到的单脉冲 AO-HIS 源于不同于 Gd 基样品的机制，并且它可在大范围的稀土-过渡金属（RE-TM）多层膜中获得，使得该现象更具普遍性。令人惊讶的是，在这一大类（RE-TM）多层膜体系中，开关的阈值能量密度在至少 12 ps 的脉冲时长范围内与脉冲持续时间无关。此外，在高激光强度下会诱导出同心环畴结构，揭示出多个能量密度阈值。这些显著的开关特征——与 GdFeCo 合金中 AO-HIS 的特征相反——连同所演示的磁化面内重取向，指向一种本征进动反转机制。我们的结果拓展了具有可调磁性的材料种类，使其可集成于复杂异质结构中，并为基于全光磁序调控的未来应用提供了一条材料设计途径。
引用
@article{arxiv.2212.13279,
title = {In plane reorientation induced single laser pulse magnetization reversal in rare-earth based multilayer},
author = {Y. Peng and D. Salomoni and G. Malinowski and W. Zhang and J. Hohlfeld and L. D. Buda-Prejbeanu and J. Gorchon and M. Vergès and J. X. Lin and R. C. Sousa and I. L. Prejbeanu and S. Mangin and M. Hehn},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.13279},
year = {2022}
}