激光脉冲导致的交换相互作用超快减弱：飞秒磁学的替代路径

自飞秒磁学诞生以来，超快激光脉冲如何在几百飞秒内使样品退磁并翻转其自旋一直备受争议，但尚未达成共识。在本文中，我们提出飞秒激光脉冲导致的交换相互作用超快减弱是退磁和自旋翻转的主要原因。关键物理机制在于偶极选择定则要求基态和激发态具有两种不同的电子构型，从而改变了交换相互作用。尽管交换相互作用的变化几乎是瞬时的，但其对自旋的影响因有限的自旋波传播而延迟。与实验观测一致，交换相互作用脉冲越强，延迟时间越长。在自旋阻挫系统中，交换相互作用变化的效果更为显著，自旋可以直接从一个方向翻转到另一个方向。因此，我们的理论有望解释过去七年中稀土过渡金属化合物主要观测现象的本质。我们的发现可能会激发进一步研究以探寻飞秒磁学的起源。