氧化物界面涌现磁性与电子相互作用的超快太赫兹场调控
材料科学
2024-02-08 v1 强关联电子
摘要
氧化物界面涌现电子和磁态的超快电场调控,为开发新一代节能器件提供了令人振奋的前景。在此,我们展示了外延LaNiO3/CaMnO3超晶格中的电子结构和涌现铁磁界面态可以使用强烈的单周期太赫兹电场脉冲进行有效调控。我们结合偏振依赖X射线吸收谱与磁圆二向色性以及X射线共振磁反射率,测量了铁磁界面层的详细磁光轮廓和厚度。然后,我们利用时间分辨和温度依赖的磁光克尔效应,连同瞬态光学反射率和透射率测量,来解析由超快强场(~1 MV/cm)太赫兹脉冲驱动的多个相互关联的电子和磁过程。这些过程包括与非平衡焦耳热一致的初始亚皮秒电子响应;由太赫兹场诱导的非平衡自旋极化电流驱动的铁磁界面层的快速(~270 fs)退磁;以及随后的多皮秒动力学,这可能表明由于自旋角动量向晶格转移而导致超晶格磁态发生变化。我们的发现揭示了这种强关联材料体系中电子和磁现象之间复杂的相互作用,提出了一条利用超快电场脉冲高效调控氧化物界面二维铁磁态的有希望的途径。
引用
@article{arxiv.2402.04302,
title = {Ultrafast terahertz field control of the emergent magnetic and electronic interactions at oxide interfaces},
author = {A. M. Derrico and M. Basini and V. Unikandanunni and J. R. Paudel and M. Kareev and M. Terilli and T. -C. Wu and A. Alostaz and C. Klewe and P. Shafer and A. Gloskovskii and C. Schlueter and C. M. Schneider and J. Chakhalian and S. Bonetti and A. X. Gray},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.04302},
year = {2024}
}