垂直磁各向异性对铁磁体中全光学超快自旋反转是否不可或缺？

全光学自旋反转为自旋操控提供了一种免磁场的新机遇。大多数全光学自旋反转铁磁体被发现具有垂直磁各向异性（PMA），但 PMA 是否为自旋反转所必需一直未知。在此，我们从理论上研究了具有 PMA 或面内磁各向异性（IMA）的磁性薄膜。我们的结果表明，在 IMA 系统中自旋反转是可能的，但仅限于更长的激光脉冲和狭窄的激光参数范围内。自旋反转没有表现出强烈的螺旋度依赖性，左旋和右旋圆偏振光导致相同的结果。相比之下，只要自旋角动量和激光场足够强，而磁各向异性本身不太强，PMA 系统中的自旋反转就是稳健的。这解释了为什么在实验中大多数全光学自旋反转样品被发现具有强 PMA，以及为什么 Fe 纳米颗粒中的自旋只能偏离面外倾斜。是激光诱导的自旋轨道力矩在自旋反转中发挥了关键作用。令人惊讶的是，相同的自旋轨道力矩在自旋混合构型中导致了激光诱导的自旋整流，这一预测可以通过实验进行测试。我们的结果清楚地指出 PMA 对自旋反转是不可或缺的，尽管面内自旋反转仍存在机会。