磁纳米结构中激光诱导太赫兹自旋输运与超快退磁源于同一驱动力
介观与纳米尺度物理
2021-05-27 v2
摘要
激光诱导太赫兹自旋输运（TST）与超快退磁（UDM）是飞秒磁学与太赫兹自旋电子学中的核心现象，但迄今二者互无关联。本文利用宽带太赫兹发射谱学在单一装置中可靠地测量了这两个过程。我们发现，单个铁磁金属薄膜 F 的 UDM 速率与自旋从 F 向相邻正常金属层 N 的 TST 通量具有相同的时间演化。这一显著一致性表明，UDM 与 TST 由同一驱动力驱动，该力完全由铁磁体的状态决定。一个解析模型一致且定量地解释了我们的观测结果。它揭示，F 中的 UDM 与 F|N 叠层中的 TST 均源于广义自旋电压，该电压针对任意非热电子分布定义。我们还得出结论：由 F 与 N 之间可能存在的温差引起的贡献很小，且自旋电流振幅原则上可提升一个数量级。总体而言，我们的发现使得人们能够将关于 UDM 的丰富知识应用于 TST，从而为大幅度太赫兹自旋电流乃至高能效超快自旋电子器件开辟新途径。
引用
@article{arxiv.2103.11710,
title = {Laser-induced terahertz spin transport in magnetic nanostructures arises from the same force as ultrafast demagnetization},
author = {R. Rouzegar and L. Brandt and L. Nadvornik and D. A. Reiss and A. L. Chekhov and O. Gueckstock and C. In and M. Wolf and T. S. Seifert and P. W. Brouwer and G. Woltersdorf and T. Kampfrath},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.11710},
year = {2021}
}
备注
23 pages