磁章动：磁化强度与其角动量的瞬态分离
介观与纳米尺度物理
2025-04-22 v2 材料科学
摘要
近 90 年来，人们一直认为进动和弛豫过程主导着磁化强度动力学。直到最近才有人考虑，在短时间尺度上，惯性驱动的磁化强度动力学应变得相关，从而导致磁化强度矢量的额外章动。在此，我们通过超短光学脉冲突然激发 Ni80Fe20（坡莫合金）薄膜，触发了磁章动，这导致作用于磁矩的有效场发生突然倾斜，使磁化强度的动力学与其角动量的动力学分离。我们通过时间分辨磁光克尔效应实验研究了惯性区域中产生的磁化强度动力学。我们发现在克尔信号中存在约 0.1 THz 范围内的特征振荡，叠加在具有 GHz 频率的进动振荡之上。通过与原子级自旋动力学模拟的比较，我们证明这一观测结果无法用著名的 Landau-Lifshitz-Gilbert 运动方程解释，而可归因于惯性贡献，该贡献导致磁化强度矢量绕其角动量章动。因此，惯性磁化动力学的光学和非共振激发能够在单一器件中触发并控制不同的磁过程，涵盖从退磁经章动到进动。这些发现将对理解超快自旋动力学和磁化翻转产生深远影响。
引用
@article{arxiv.2405.01334,
title = {Magnetic nutation: transient separation of magnetization from its angular momentum},
author = {Anulekha De and Julius Schlegel and Akira Lentfert and Laura Scheuer and Benjamin Stadtmüller and Philipp Pirro and Georg von Freymann and Ulrich Nowak and Martin Aeschlimann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.01334},
year = {2025}
}