Landau-Lifshitz-Bloch模型中的超快磁化率

基于Landau-Lifshitz-Bloch (LLB)方程，针对不同自旋$S$值，分析了激光诱导磁化过程中的超快磁化弛豫率。LLB方程在$S \rightarrow \infty$极限下等价于原子尺度的Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) Langevin动力学，而对于$S=1/2$则等价于M3TM模型 [B. Koopmans, {\em et al.} Nature Mat. \textbf{9} (2010) 259]。在LLB模型中，超快去磁时间($\tau_{M}$)和横向阻尼($\alpha_{\perp}$)由本征耦合到热浴的参数$\lambda$参数化，该参数由微观自旋翻转率定义。我们证明，对于声子介导的Elliott-Yafet机制，$\lambda$与非平衡声子和电子温度之比成正比。我们研究了有限自旋数和散射率参数$\lambda$对磁化弛豫率的影响。基于现有实验数据，检验了由LLB理论提供的飞秒去磁率与LLG阻尼之间的关系。对于Ni、Co和Gd获得了良好的一致性，支持了相同的本征散射过程在飞秒和纳秒时间尺度上起作用的观点。