超快光驱动NiO反铁磁绝缘体中伴随太赫兹和高次谐波辐射的Néel矢量和磁化强度的非经典动力学

超快光驱动的强关联反铁磁绝缘体，例如具有 4 eV 大能隙的原型 NiO，最近引起了实验上的关注，无论是使用带隙以上 [K. Gillmeister et al., Nat. Commun. 11, 4095 (2020)] 还是带隙以下 [H. Qiu et al., Nat. Phys. 17, 388 (2021)] 能量的光子，它们分别对远离平衡的量子物质或自旋电子学应用具有基础研究意义。在后一种背景下，在 NiO/Pt 双层膜中也观察到了太赫兹辐射的发射，其中重金属 Pt 引入了强自旋轨道耦合。然而，这种发射的微观机制仍然不清楚，因为自旋电子学太赫兹发射器已使用 FM/HM（传统类型的铁磁金属）双层膜进行了充分研究，其中会发生超快退磁，并且与太赫兹发射直接相关。相反，在 NiO 中，在飞秒激光脉冲施加之前，总磁化强度为零。在这里，我们采用双轨道 Hubbard-Hund-Heisenberg 模型，并通过数值精确的非平衡量子多体方法，研究其 Néel 矢量和非平衡磁化强度的动力学。此外，我们计算了由时变磁化强度和局部电荷电流产生的电磁辐射，这些电流出现在纯 NiO 或由 HM 层引入邻近 SOC 的 NiO 中。我们的分析揭示了 Néel 矢量和非平衡磁化强度的非经典动力学，它们仅改变长度而不旋转，其中前者仅在带隙以上飞秒激光脉冲的情况下显著减小。在纯 NiO 情况下，与应用相关的太赫兹辐射微不足道，但添加 SOC 会增强电流和磁偶极子对其的贡献。在太赫兹范围以上，我们发现了整数高次谐波产生，以及对于带隙以上飞秒激光泵浦的异常非整数谐波。