全光交换偏置反转的多尺度动力学

在铁磁薄膜中通过与邻近抗磁性材料进行交换偏置来固定磁化。将材料加热至 Néel 温度以上后冷却是一种可靠但缓慢的再定位方法。对于需要的可重programmable 器件，局部化且快速的交换偏置再定位方法至关重要。最近的研究表明，极紫外脉冲可实现无电场的交换偏置反转于量身定制的多层堆叠结构中。与冷却方法不同，我们的实验在极快激发下触及交换偏置过程中前所未有的 regime。为阐释这些观察，我们同时考虑从飞秒到皮秒尺度的 ultrafast 磁化动力学以及从毫秒尺度及更长尺度的慢热动力学。我们构建了描述抗磁性薄膜（如 IrMn）中交换偏置设置的微观模型，完整解释了本实验及文献中所观察到的现象。我们进一步通过识别材料平台和堆叠设计，识别可实现性能优化的方案，为光学可重programmable 器件的进一步发展提供指导。