激光激发 3$d$ 铁磁体中的本征能量流
材料科学
2024-06-28 v2
摘要
超快磁化动力学由电子、磁性和晶格自由度之间的能量流支配。对这些动力学的定量理解必须基于一个能与三个子系统实验结论均相符的模型。然而，晶格的超快动力学在实验上仍很大程度上未被探索。在此，我们将晶格动力学的飞秒电子衍射实验与能量守恒的原子级自旋动力学（ASD）模拟及第一性原理计算相结合，研究 3d 铁磁体钴（Co）和铁（Fe）中的本征能量流。模拟对实验数据给出了良好描述，尤其对我们晶格动力学的实验结果描述极佳。我们发现，由于退磁化的能量代价，晶格动力学受到磁化动力学的显著影响。我们的结果凸显了自旋系统在最初数百飞秒内作为主导热汇的作用。结合先前对镍的发现 [Zahn 等人, Phys. Rev. Research 3, 023032 (2021)]，我们的工作表明能量守恒 ASD 模拟对所有三种元素 3d 铁磁体中激光诱导动力学提供了通用且一致的描述。
引用
@article{arxiv.2110.00525,
title = {Intrinsic energy flow in laser-excited 3$d$ ferromagnets},
author = {Daniela Zahn and Florian Jakobs and Hélène Seiler and Tim A. Butcher and Dieter Engel and Jan Vorberger and Unai Atxitia and Yoav William Windsor and Ralph Ernstorfer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.00525},
year = {2024}
}