光子能量调控光诱介导 terahertz 自旋电流的ultrafast电子加热作用
介观与纳米尺度物理
2025-07-02 v1
摘要
ultrafast自旋电子学严重依赖于 terahertz spin currents(TSCs)的生成、传输、操控和检测。在由铁磁层F和重金属层HM组成的F|HM堆叠结构中，typically通过 femtosecond光激光脉冲触发TSCs。一个关键的开放性问题是，光激发和注入自旋电流的初始步骤，是否可以通过调节femtosecond脉冲的光子能量来控制。虽然许多理论工作表明光子能量和高度激发的非热电子对TSCs有显著影响，但缺乏深刻的实验证据。本文使用 terahertz-emission光谱学来研究两种不同光子能量(1.5 eV和3 eV)触发的TSCs。我们研究了覆盖金属铁磁体、费米铁磁绝缘体、半金属以及包括隧穿势垒和稀土金属合金的广泛磁系统。我们发现，改变激发光子能量并不会改变TSCs的动力学，仅略微改变诱导TSC的�幅。在所有样品系统中，我们的结果表明，ultrafast泵激诱导的电子加热是生成TSCs的高效过程，而高度激发的初始光电子作用较小。
引用
@article{arxiv.2507.00977,
title = {Ultrafast electron heating as the dominant driving force of photoinduced terahertz spin currents},
author = {Reza Rouzegar and Pilar Jimenez-Cavero and Oliver Gueckstock and Mohamed Amine Wahada and Quentin Remy and Irene Lucas and Gerhard Jacob and Mathias Kläui and Michel Hehn and Georg Woltersdorf and Tobias Kampfrath and Tom. S. Seifert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.00977},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 4 figures