由电子-电子散射引起的超快退磁动力学及其与铁磁体中动量弛豫的关系

我们从理论上分析了铁磁模型系统中由自旋轨道耦合与电子-电子库仑散射相互作用引起的退磁动力学。我们计算了 $k$ 分辨的电子约化自旋密度矩阵，包含绕内禀自旋轨道与交换场的进动动力学以及针对密度与自旋相干性的电子-电子库仑散射。基于与完整玻尔兹曼散射积分数值解的比较，我们确立 $k$ 分辨约化自旋密度矩阵动力学可用更简单的约化自旋密度矩阵广义弛豫时间拟设良好描述。该拟设可将退磁动力学底层的复杂散射动力学联系到具有物理意义的动量弛豫时间 $\tau$。我们的方法重现了短 $\tau$ 与长 $\tau$ 极限下退磁时间 $\tau_{m} \propto 1/\tau$ 与 $\tau_{m} \propto \tau$ 的行为，且对中间 regime 同样有效。因此该拟设为在考虑输运或磁子/声子动力学等其他对磁化动力学贡献的方法中纳入正确退磁行为提供了工具。