利用双脉冲激光激发研究GdFe的全光磁化翻转
材料科学
2025-06-13 v1 光学
摘要
对全光磁化翻转技术和基础物理的巨大兴趣引出了这样一个问题：翻转可以多快发生，以及使用超快激光脉冲写入数据的频率可以多高。为了回答这个问题，我们用一个GdFe亚铁磁合金进行了激发实验，该合金的磁化强度可以通过单脉冲激光反转，这一现象称为toggle翻转，通过两个具有一定时间延迟的脉冲进行激发。利用光电子显微镜和克尔显微镜进行磁畴成像，我们探索了改变第一脉冲和第二脉冲的通量以及两脉冲之间时间延迟的效果。我们的结果表明，当第一脉冲的通量调整到刚好高于单脉冲翻转的阈值时，一个通量约为第一脉冲60%的第二脉冲在仅3 ps后到达，将磁化强度翻转回来。这种再翻转持续存在，直到脉冲间隔约40 ps。我们将其解释为样品在第一脉冲后冷却并重新磁化所需的时间。对于约2 ps以下的更短时间延迟，不会发生再翻转。然而，两脉冲的效应叠加，使得两个脉冲的通量都低于单脉冲翻转阈值时也能实现翻转。原子自旋动力学模拟被用于建模实验数据，成功证实了我们的结果。
引用
@article{arxiv.2506.10450,
title = {Studying all-optical magnetization switching of GdFe by double-pulse laser excitation},
author = {Rahil Hosseinifar and Felix Steinbach and Ivar Kumberg and José Miguel Lendínez and Sangeeta Thakur and Sebastien E. Hadjadj and Jendrik Gördes and Chowdhury S. Awsaf and Mario Fix and Manfred Albrecht and Florian Kronast and Unai Atxitia and Clemens von Korff Schmising and Wolfgang Kuch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.10450},
year = {2025}
}