利用皮秒热梯度对局域磁化动力学进行台式测量：迈向纳米尺度磁成像
介观与纳米尺度物理
2015-02-24 v1 材料科学
摘要
纳米尺度磁学的最新进展已展示了基于自旋的技术的潜力，包括磁随机存取存储器、纳米尺度微波源和超低功耗信号传输。能够在大磁系统时空变化本质的长度和时间尺度——通常为10-200 nm和5-50 ps——上考察局域磁化动力学的研究工具，将推动未来的工程进步和新科学发现。一个关键问题是，当前的台式磁显微镜无法同时达到这两种尺度。在本快报中，我们引入一种时空磁显微镜，其利用磁热电相互作用通过时间分辨反常能斯特效应（TRANE）测量局域磁化。通过产生短寿命的局域热梯度，磁矩被转换为电信号。实验上，我们展示TRANE显微镜具有低于30 ps的时间分辨率和受限于热激发区域的空间分辨率。此外，我们给出数值模拟表明热斑尺寸设定了空间分辨率的限制，即使在50 nm下也是如此。用于TRANE显微镜的热效应在其空间分辨率上没有本质极限，因此未来采用扫描等离子体天线的TRANE显微镜可实现纳米尺度磁动力学测量。
引用
@article{arxiv.1502.06505,
title = {Table-top Measurement of Local Magnetization Dynamics Using Picosecond Thermal Gradients: Toward Nanoscale Magnetic Imaging},
author = {J. M. Bartell and D. H. Ngai and Z. Leng and G. D. Fuchs},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.06505},
year = {2015}
}
备注
31 pages including supplementary information