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Interfacial effect on the reverse of magnetization and ultrafast demagnetization in Co/Ni bilayers with perpendicular magnetic anisotropy
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作者 Zi-Zhao Gong Wei Zhang +3 位作者 Wei He Xiang-Qun Zhang Yong Liu Zhao-Hua Cheng 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第5期469-473,共5页
For static magnetic properties of the Co/Ni bilayers,macroscopic hysteresis loops and microscopic magnetic moment distributions have been determined by the object oriented micromagnetic framework(OOMMF).It is found th... For static magnetic properties of the Co/Ni bilayers,macroscopic hysteresis loops and microscopic magnetic moment distributions have been determined by the object oriented micromagnetic framework(OOMMF).It is found that when the bilayer systems are fully decoupled,the magnetizations of the two phases reverse separately.The coercivity of the bilayers decreases to a valley value sharply with increasing interfacial exchange coupling and then rises slowly to a platform.On the other hand,we have carried out an atomistic simulation for the laser-induced ultrafast demagnetization of the Co/Ni bilayer.A larger damping constant leads to a faster demagnetization as well as a larger degree of demagnetization,which is consistent with the first-principle theoretical results.For the magnetization recovery process,the damping constant has different influences on the recovery time with various peak electron temperatures,which is ignored in previous atomistic simulations as well as the Landau–Liftshit–Bloch(LLB)micromagnetic calculations.Furthermore,as the interfacial exchange coupling increases,the ultrafast demagnetization curves for Co and Ni become coincident,which is a demonstration for the transition from two-phase phenomenon to single-phase phenomenon. 展开更多
关键词 micromagnetic simulation interfacial effect hysteresis loops ultrafast demagnetization
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单层铁磁体中的超快太赫兹辐射研究进展
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作者 洪晖祥 张慧萍 +3 位作者 许涌 吴少晖 金钻明 彭滟 《太赫兹科学与电子信息学报》 2024年第8期813-822,共10页
宽频带太赫兹辐射源在太赫兹科学与技术中有着迫切的实际应用需求,是构建波谱和成像为代表的太赫兹应用系统的核心器件。与常用的商用太赫兹源相比,自旋光电子学太赫兹辐射源具有超宽频谱、固态稳定以及成本低等一系列优点。目前,基于... 宽频带太赫兹辐射源在太赫兹科学与技术中有着迫切的实际应用需求,是构建波谱和成像为代表的太赫兹应用系统的核心器件。与常用的商用太赫兹源相比,自旋光电子学太赫兹辐射源具有超宽频谱、固态稳定以及成本低等一系列优点。目前,基于自旋光电子学太赫兹辐射源的理论、材料和器件技术研究尚处于起步阶段。本文主要总结了近年来单层铁磁层的太赫兹产生机理以及太赫兹辐射信号的极性与激发构型之间的关系。通过改变磁场方向、入射激光方向和样品入射方向可有效区分超快退磁、反常霍尔效应和反常能斯特效应对太赫兹辐射特性的贡献,为太赫兹自旋光电子学领域的研究提供参考。 展开更多
关键词 太赫兹辐射源 铁磁薄膜 超快退磁 反常霍尔效应 反常能斯特效应
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TbFeCo磁光薄膜飞秒激光感应超快磁化动力学研究 被引量:1
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作者 徐初东 翁嘉文 谭穗妍 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期18-20,共3页
利用时间分辨磁光克尔光谱技术,研究TbFeCo磁光薄膜飞秒激光感应超快磁化动力学过程。观测到亚皮秒的超快退磁过程,符合"三温度"模型中由电子-自旋散射引起的超快退磁机制。磁化动力学的激发功率流密度依赖关系结果表明,随着... 利用时间分辨磁光克尔光谱技术,研究TbFeCo磁光薄膜飞秒激光感应超快磁化动力学过程。观测到亚皮秒的超快退磁过程,符合"三温度"模型中由电子-自旋散射引起的超快退磁机制。磁化动力学的激发功率流密度依赖关系结果表明,随着激发功率流密度的增大,超快退磁程度增加和磁化恢复时间延长,符合"三温度"模型的解释。在衬底厚度不同的TbFeCo样品对比实验中发现,同功率流密度激发下衬底较薄的样品退磁程度更高,磁化恢复速率更快。 展开更多
关键词 TbFeCo磁光薄膜 磁化动力学 超快退磁 “三温度”模型
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C掺杂FePt铁磁薄膜光诱导超快退磁动力学研究
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作者 潘群峰 张泽宇 +4 位作者 王会真 林贤 金钻明 程振祥 马国宏 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期284-290,共7页
FePt合金薄膜由于具有较强的磁各向异性而在磁信息和磁光信息存储中具有重要的应用.C掺杂可精确调控薄膜的磁各向异性,从而可有效地改变薄膜的矫顽场.通过超短激光脉冲与铁磁薄膜相互作用,可以获得非平衡状态下电子、自旋和晶格等自由... FePt合金薄膜由于具有较强的磁各向异性而在磁信息和磁光信息存储中具有重要的应用.C掺杂可精确调控薄膜的磁各向异性,从而可有效地改变薄膜的矫顽场.通过超短激光脉冲与铁磁薄膜相互作用,可以获得非平衡状态下电子、自旋和晶格等自由度之间的动态耦合参数,这是研究超快磁记录材料的物理基础.本文基于瞬态磁光Kerr效应,研究了两种C掺杂浓度下FePt薄膜的超快磁光响应.实验结果表明:瞬态Kerr信号与外加磁场正相关,磁场反向,Kerr信号反号,而瞬态反射率与外加磁场无关;不同C掺杂的FePt薄膜的矫顽场不同,软磁的退磁时间显著小于硬磁薄膜的退磁时间.我们还观测到超快激光在铁磁薄膜中诱导频率约为49 GHz的相干声学声子,该声子的频率与外加磁场无关.实验结果为设计和研制新型磁光薄膜提供了实验依据. 展开更多
关键词 FePt-C合金薄膜 磁光Kerr效应 超快退磁
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自旋电子太赫兹源研究进展 被引量:6
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作者 许涌 张帆 +5 位作者 张晓强 杜寅昌 赵海慧 聂天晓 吴晓君 赵巍胜 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第20期2-14,共13页
太赫兹频段在电磁波谱上位于红外和微波之间,兼具宽带性、低能性、高透性、指纹性等诸多优势特性,在航空航天、无线通信、国防安全、材料科学、生物医疗等领域具有重要的应用前景.太赫兹科学与技术的发展和应用在很大程度上受限于源的水... 太赫兹频段在电磁波谱上位于红外和微波之间,兼具宽带性、低能性、高透性、指纹性等诸多优势特性,在航空航天、无线通信、国防安全、材料科学、生物医疗等领域具有重要的应用前景.太赫兹科学与技术的发展和应用在很大程度上受限于源的水平,新型太赫兹辐射源的机理研究和器件研制至关重要.自旋太赫兹发射不仅从物理上提供了操控飞秒自旋流的可能,而且有望成为下一代超宽带、低成本、高效率新型太赫兹源的优选.本文系统地综述了自旋电子太赫兹源的发展历程、实验装置、发射机理、材料选择,以及前景展望,重点介绍了飞秒激光诱导的超快自旋流、铁磁和非磁界面的自旋电荷转换以及太赫兹发射等物理机制方面的研究进展.本文还分别介绍了基于重金属、拓扑绝缘体、Rashba界面和半导体等体系的自旋电子太赫兹源. 展开更多
关键词 太赫兹源 铁磁/非磁异质结 超快退磁 自旋电荷转换
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基于超快自旋-电荷转换的太赫兹辐射源 被引量:2
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作者 苏玉伦 尉正行 +1 位作者 程亮 齐静波 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第20期30-44,共15页
太赫兹技术在成像、传感和安全等方面展现出了巨大的应用潜力和价值.传统的固态宽带太赫兹源主要依赖于非线性光学晶体和光电导天线,而下一代太赫兹技术的一个主要挑战是开发高效、超宽带和低成本的太赫兹源.最近几年,基于自旋电子学的... 太赫兹技术在成像、传感和安全等方面展现出了巨大的应用潜力和价值.传统的固态宽带太赫兹源主要依赖于非线性光学晶体和光电导天线,而下一代太赫兹技术的一个主要挑战是开发高效、超宽带和低成本的太赫兹源.最近几年,基于自旋电子学的金属磁性异质结太赫兹源获得了很大关注.本文首先将对该类太赫兹源涉及的物理机理进行讨论,主要包括超快退磁和自旋-电荷转换.然后对该类源的效率提升做了探讨,具体的优化方向体现在三个方面:薄膜材料选择(含生长过程控制)、薄膜厚度和薄膜结构设计.文章最后给出简单总结和该领域的展望. 展开更多
关键词 太赫兹 超快退磁 超扩散自旋输运 逆自旋霍尔效应 逆Rashba-Edelstein效应 磁性异质结
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光诱导反铁磁性绝缘体Cr_2O_3超快退磁动力学研究
7
作者 郭峰 《西安文理学院学报(自然科学版)》 2017年第4期20-24,共5页
研究了光激发反铁磁性绝缘体Cr_2O_3超快退磁动力学.通过对反铁磁性Cr_2O_3的光吸收谱进行分析,计算了不同态之间的能量差.通过解耗散薛定谔方程研究了2.5 e V激发电子从高自旋态到低自旋态的超快动力学过程.利用数值模拟的方法计算出... 研究了光激发反铁磁性绝缘体Cr_2O_3超快退磁动力学.通过对反铁磁性Cr_2O_3的光吸收谱进行分析,计算了不同态之间的能量差.通过解耗散薛定谔方程研究了2.5 e V激发电子从高自旋态到低自旋态的超快动力学过程.利用数值模拟的方法计算出反铁磁性绝缘体Cr_2O_3的退磁时间为350飞秒,这个结果与实验结果符合得很好;此外,进一步分析了Cr_2O_3的退磁路径.证明耗散薛定谔方程是研究电子从高自旋态到低自旋态弛豫的一种有效的量子方法. 展开更多
关键词 光诱导 超快退磁动力学 耗散薛定谔方程 退磁路径
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TbFeCo薄膜激光诱导超快自旋动力学的成分比研究
8
作者 陆一帆 姜建伟 +2 位作者 张晓磊 楼柿涛 金庆原 《复旦学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期586-590,共5页
采用基于磁光克尔效应的泵浦-探测技术研究不同成分比TbFeCo磁性薄膜的激光诱导超快自旋动力学过程,成功观测到具有几百飞秒的超快退磁以及几十皮秒的慢退磁的两步退磁现象.根据四温度模型,TbFeCo中的第一步超快退磁现象是由电子-自旋... 采用基于磁光克尔效应的泵浦-探测技术研究不同成分比TbFeCo磁性薄膜的激光诱导超快自旋动力学过程,成功观测到具有几百飞秒的超快退磁以及几十皮秒的慢退磁的两步退磁现象.根据四温度模型,TbFeCo中的第一步超快退磁现象是由电子-自旋作用引起,第二步慢退磁现象是由晶格-FeCo自旋-Tb自旋作用引起的.不同成分比TbFeCo样品的对比实验显示,随着Tb含量增加,两步退磁程度减弱,第二步慢退磁时间增大,进一步验证四温度模型的合理性. 展开更多
关键词 TbFeCo磁性薄膜 激光诱导超快自旋动力学 两步退磁 四温度模型
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超快自旋电子学研究进展 被引量:1
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作者 芦闻天 袁喆 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2022年第7期94-119,共26页
超快自旋电子学是当前信息处理技术革新最具前景的领域之一.与传统的电子学器件相比,基于自旋的新型信息器件具有功耗低、速度快、非易失性等特点.探究有关自旋的新颖物理现象和机制将极大地促进新一代磁性信息器件的开发与研制.本文综... 超快自旋电子学是当前信息处理技术革新最具前景的领域之一.与传统的电子学器件相比,基于自旋的新型信息器件具有功耗低、速度快、非易失性等特点.探究有关自旋的新颖物理现象和机制将极大地促进新一代磁性信息器件的开发与研制.本文综述在超快时间尺度磁学与自旋电子学研究的一系列进展.首先简要介绍自旋电子学的历史背景和飞秒激光诱导铁磁体超快退磁的发现;概括超快自旋动力学的相关物理机制与理论,包括唯象学三温度模型、含时密度泛函理论计算、Elliott-Yafet型自旋翻转机制等局域退磁机制和非局域超扩散自旋输运模型;深入总结亚铁磁和铁磁金属全光翻转的最新实验和理论研究;阐述超短激光诱导热电子自旋输运的发现和对超快磁动力学的影响,超快自旋转移矩效应,半导体材料超快自旋注入的实现及热电子输运中的自旋积累与耗散;分析自旋电子太赫兹源在性能优化与调控方面取得的进展;最后指出当前超快自旋电子学领域存在的挑战,并展望未来该领域的若干研究重点. 展开更多
关键词 自旋电子学 超快退磁 自旋极化输运 全光翻转 磁性多层膜 太赫兹发射
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