超快纳米尺度磁开关后的皮秒局域化动力学
介观与纳米尺度物理
2025-12-22 v1
摘要
超短激光脉冲提供了已知最快的磁序开关方式。这种激发通常会创建纳米尺度的磁畴，即使在均匀照明且成核畴的位置未外部定义的情况下也是如此。然而，在这种超快相变过程中畴局域化的物理机制仍未得到解决。在这里，我们使用时间分辨的泵浦-探测共振X射线散射，结合具有周期性调制磁各向异性景观的材料，实时追踪激光驱动的纳米尺度自旋纹理的成核和局域化。我们发现成核和局域化是两个不同的过程。成核在早期通过涨落均匀发生，而空间周期性结构仅在后期出现，并在适当条件下在不到一纳秒内局域化。实空间模拟表明，这种局域化由自旋纹理寿命的强横向变化控制。我们的结果表明，超快相变动力学与常规转变有根本不同，但仍可通过适度的纳米尺度能量景观调控来控制。
引用
@article{arxiv.2512.17643,
title = {Picosecond localization dynamics following ultrafast nanoscale magnetic switching},
author = {Daniel Metternich and Michael Schneider and Giuseppe Mercurio and Torstein Hegstad and Marcel Möller and Riccardo Battistelli and Christopher Klose and Steffen Wittrock and Manas R. Patra and Krishnanjana Puzhekadavil Joy and Victor Deinhart and Sascha Petz and Karel Prokes and Sebastian Wintz and Markus Weigand and Wolfgang-Dietrich Engel and Themistoklis Sidiropoulos and Ingo Will and Stefan Eisebitt and Robert E. Carley and Laurent Mercadier and Justine Schlappa and Martin Teichmann and Andreas Scherz and Sergey Zayko and Boris V. Sorokin and Kai Bagschik and Claus Ropers and Johan H. Mentink and Bastian Pfau and Felix Büttner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.17643},
year = {2025}
}