调控过渡金属的激光诱导超快退磁

本文从理论上研究了巡游铁磁体的超快退磁（UFD）动力学随初始激光激发特征的变化。我们考虑了一个多体 pd 带哈密顿量，其在同一电子层级上计入了杂化、库仑相互作用、自旋轨道相互作用以及与激光场的耦合。由此，在非绝热量子动力学与众所周知的巡游电子铁磁体平衡统计力学之间建立了富有成效的联系。通过在适用于 Ni 的小簇模型上进行数值 Lanczos 传播，精确确定了脉冲吸收期间及之后的时间演化。我们系统地改变了最相关的激光参数，即能量密度、波长、偏振与脉冲持续时间。结果表明它们如何使人能够控制总吸收能量、初始激发的谱分布以及随后的磁化动力学。计算显示这些参数的合理改变不会定性影响 UFD 动力学，且对表征初始退磁的时间尺度仅有微小影响。相反，我们的模型预测退磁程度与激光激发的平均电子数或平均吸收光子数密切相关。通过将理论与现有实验对比讨论了理论结果。从基础视角看，本文从理论上证明了超快退磁效应作为反映金属 3d 价电子本征动力学的现象的鲁棒性。由此开启了对超快退磁过程效能进行多种聚焦调控的广阔可能。