通过逆法拉第效应在正铁酸镝中的磁化动力学

最近，通过光磁瞬时脉冲，在倾斜反铁磁体中实现了超快非热磁化控制 [A.V. Kimel 等人，《自然》435, 655 (2005)]。在该实验中，圆偏振飞秒激光脉冲通过逆法拉第效应，沿辐射波矢方向建立了一个强磁场，从而非热地激发了正铁酸镝的自旋动力学。我们使用基于自由能一般形式的正铁酸盐模型进行了理论研究，模型参数从实验测量中提取。通过求解耦合的子晶格 Landau-Lifshitz-Gilbert 方程来描述磁化动力学，其阻尼项与磁振子-磁振子相互作用的散射率相关。由于逆法拉第效应和非热激发，激光效应通过时间宽度约为百飞秒量级的高斯磁场脉冲来模拟。当磁场沿 z 轴时，激发了一个单一的磁化共振模式。对于沿 z 和 -z 方向的磁场，磁化振幅和振荡的反相行为与引用的实验吻合良好。温度效应分析表明，磁振子-磁振子散射机制影响了皮秒时间尺度上振荡的衰减。最后，当磁场脉冲沿 x 轴时，如实验中所观察到的，激发了另一个模式。在这种情况下，理论与实验结果的比较显示出一些差异，其起源与各向异性在正铁酸盐中的作用有关。