Investigation of Optical Spin Transfer Torque in Ferromagnetic Semiconductor GaMnAs by Magneto-Optical Pump-and-Probe Method
本文报道了由光学自旋转移矩（OSTT）引起的（Ga，Mn）As的磁化旋进。这种现象对应于角动量从光注入的自旋极化电子转移到磁化，在2004年理论上预测，并在2012年由我们的小组实验观察到。在本文中，我们提供了实验细节的观测OSTT的时间分辨泵浦和探测磁光技术。特别是，我们表明，由于OSTT的磁化进动可以实验分离的混合结构的压电应力器/（Ga，Mn）作为与原位电控制的磁各向异性的众所周知的磁各向异性相关的机制诱导。我们还说明，OSTT是明显的，在大量的各种各样的（Ga，Mn）As样品的Mn浓度从3%到9%的动态磁光信号中测量。
2012-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Enhancement of Ferromagnetism via Photoexcited Holes in GaMnAs
我们报告了GaMnAs中超快光增强铁磁性的观察结果。它表现为一个短暂的磁化增加在100 ps的时间尺度上，在一个初始的子ps退磁。动态磁化增强表现出低于居里温度Tc的最大值，并在接近Tc时占主导地位的退磁分量。我们将观察到的超快集体有序归因于光激发空穴和Mn自旋之间的p-d交换相互作用，导致在20 K附近的相关诱导峰和Tc的瞬时增加。
2007-02-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Coherent manipulation of magnetization precession in ferromagnetic semiconductor (Ga,Mn)As with successive optical pumping
我们报告动态控制磁化进动光单独。铁磁（Ga，Mn）As外延层用于实验。通过调节两个连续的光泵浦脉冲之间的时间间隔，在很大程度上调制了进动的幅度，这通过非热过程在磁化上引起转矩。并讨论了进动运动中的非线性效应。
2008-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Modified current induced domain wall motion in GaMnAs nanowire
我们报告电流诱导畴壁传播的图案化的GaMnAs微线与垂直磁化。一个意想不到的减慢的传播速度已被发现时，移动的磁畴壁延伸超过只有一半的宽度的线。这种减速与纵向壁沿金属丝轴线的伸长有关。通过使用能量平衡参数，预期的理论依赖的速度变化进行了计算，并与实验结果进行了比较。据此，当电流通过导线时，与纵向畴壁相关联的能量应当改变。这些结果提供了沿纵向畴壁横向自旋扩散的可能证据。
2013-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear microscopic relaxation of uniform magnetization precession
分析了非线性磁化激励的动态弛豫过程。对于直接过程，如磁振子-电子散射和双磁振子散射，弛豫速率是从线性的情况下，简单地通过利用非线性激励的磁化振荡频率来确定。对于间接过程，如缓慢弛豫杂质，分析给出了一个额外的弛豫项成比例的激发水平。在所有情况下，与Landau-Lifshitz-Gilbert阻尼相比，有效磁化阻尼增加。
2002-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Magnetic Anisotropy on Laser-induced Precession of Magnetization in Ferromagnetic Semiconductor (Ga,Mn)As
用时间分辨磁光方法研究了不同磁各向异性的（Ga，Mn）As样品的激光诱导磁化进动。我们观察到，旋进振幅对外部磁场的依赖性强烈地依赖于（Ga，Mn）As的磁各向异性，我们解释了这种现象的竞争立方和单轴各向异性。我们还表明，相应的各向异性场可以推导出从磁场依赖的进动频率。
2012-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization precession induced by quasi-transverse picosecond strain pulses in (311) ferromagnetic (Ga,Mn)As
准纵向和准横向皮秒应变脉冲注入铁磁（311）（Ga，Mn）As薄膜中，在薄膜中产生动态剪切应变，从而调制磁各向异性，并在~10 GHz频率下引起磁化的共振进动。准横向应变对面外磁化分量的调制达到平衡磁化强度的10%。我们的理论分析是在很好的协议与观测结果，从而提供了一个战略的超快磁化控制铁磁薄膜的应变脉冲。
2013-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Coherent control of magnetization precession in ferromagnetic semiconductor (Ga,Mn)As
本文报道了铁磁半导体（Ga，Mn）As的单色时间分辨磁光测量。我们证明了相干光控制的磁化旋进施加两个连续的超短激光脉冲。的磁场和温度依赖的实验揭示集体Mn矩性质的振荡部分的时间依赖的克尔旋转，以及贡献的磁光信号，不与磁化动力学。
2008-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of magnetization and carriers at the onset of the photo-excited precession of magnetization in (Ga,Mn)As
利用泵浦探测技术测量了（Ga，Mn）As的时间分辨磁光响应和瞬态微分反射率，研究了（Ga，Mn）As的光激发磁化旋进。在小于1 ps的时间区域内，观察到快速振荡和尖峰信号，分别与激发的GaAs带隙以下和以上。与旋磁模型和自相关函数的分析得出结论，这些信号不是由于超快退磁，但由于泵和探测脉冲之间的干扰，结合亚ps载流子动力学特性的低温生长的半导体。Mn离子（Mn ~（2+）-> Mn ~（3+））的光电离被认为是动态诱导轨道角动量并影响（Ga，Mn）As中空穴介导磁各向异性的机制。
2014-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Photo-induced precession of magnetization in ferromagnetic (Ga,Mn)As
利用时间分辨磁光测量方法，在铁磁半导体（Ga，Mn）As中观察到脉冲光激发引起的磁化旋进。它表现为线性极化探测脉冲的极化平面的复杂振荡，但由旋磁理论再现，该理论将由于磁各向异性的变化而导致的有效磁场的脉冲变化结合在一起。从脉冲的形状可以推断，各向异性的变化是由非平衡载流子数引起的：热光载流子的冷却和随后的光载流子的湮灭。
2007-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Harnessing magnetic anisotropy for nonlinear magnetization precession and spin waves
Ioffe Institute（约费研究所）
通过飞秒激光脉冲激发外延铁薄膜中的磁化进动，研究了由磁各向异性引起的非线性效应，包括非简谐性、高次谐波产生和动态整流，并建立了能量势不对称性与非线性响应之间的联系。
2026-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Theory of Current-Induced Magnetization Precession
我们解决适当的漂移扩散和Landau-Lifshitz-Gilbert方程证明，非极化电流从非磁体流入铁磁体可以产生旋进型的磁化不稳定性。不稳定性的根本原因是铁磁体中多数自旋和少数自旋之间的电导率差异。这导致自旋积累和携带角动量穿过界面的自旋流。垂直于磁化的角动量分量驱动与吉尔伯特阻尼相反的进动运动。忽略磁各向异性和静磁学，我们的近似解析和精确的数值解，使用现实的材料参数值显示（半无限和薄膜的几何形状），线性不稳定性发生时，电流密度和平行于界面的激发波矢量既不太小也不太大。对于问题的许多方面，磁化强度在电流方向上的变化做出了重要贡献。
2003-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Coherent control of magnetization precession by double-pulse activation of effective fields from magnetoacoustics and demagnetization
该研究利用双泵浦脉冲平衡磁声应变与激光诱导退磁两种机制，实现了Ni薄膜磁化进动的相干放大或衰减控制。
2023-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Laser-induced THz magnetization precession for a tetragonal Heusler-like nearly compensated ferrimagnet
研究了四元类Heusler近补偿亚铁磁体Mn $_3$ Ge外延薄膜的激光诱导磁化进动动力学。铁磁共振（FMR）模式进行了观察，进动频率超过0.5太赫兹，起源于大的磁各向异性场约200 kOe的亚铁磁体。有效阻尼常数约为0.03。相应的有效Landau-Lifshitz常数约为60 Mrad/s，与类似的Mn-Ga材料相当。分别从自旋-轨道诱导阻尼和激光诱导超快磁各向异性调制的角度讨论了吉尔伯特阻尼和激光诱导FMR模激发的物理机制。
2015-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Role of spatiotemporal nonuniformities in laser-induced magnetization precession damping
Ioffe Institute（约费研究所）
研究揭示激光诱导磁化预cession阻尼异常源于激发区域局部磁化非均匀干涉，而非材料性质，通过实验与模拟表明传统宏观自旋模型无法解释该现象。
2026-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Controlling effective field contributions to laser-induced magnetization precession by heterostructure design
本文通过在 Pt-Cu-Ni 异质结构中嵌入 MgO 层调控热电子传播和应变脉冲形状，结合 UXRD 与 MOKE 实验及建模，揭示了准静态应变驱动激光诱导磁化进动的机制，为低热耗散光-磁-声器件设计提供新途径。
2024-02-29 cond-mat.mtrl-sci
Electrical detection of spin accumulation in a p-type GaAs quantum well
我们报告的实验中，自旋极化电流注入到一个$GaAs$量子阱通过一个AlAs的障碍从$GaMnAs$铁磁电极。通过测量电流如何隧穿到第二个$GaMnAs$铁磁电极来检测GaAs阱中产生的自旋极化，该电流取决于其磁化方向。我们的结果可以解释$GaAs$阱中化学势的非弛豫自旋分裂，即自旋积累。我们讨论了在GaAs中的空穴自旋弛豫时间的条件，需要获得我们观察到的大的效果。
2002-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Observation of the Spin-Seebeck Effect in a Ferromagnetic Semiconductor
自旋塞贝克效应是最近在金属铁磁体中发现的，并且由利用逆自旋霍尔效应电测量的热产生的自旋分布组成。在这里，这种效果是在铁磁半导体，GaMnAs，它允许灵活的设计的磁化方向，一个更大的自旋极化，和测量整个磁相变实验重现。即使在没有纵向电荷输运的情况下，也观察到GaMnAs中的自旋Seebeck效应。自旋电流的空间分布保持在电中断突出的局部性质的效果，这是由于热诱导的自旋重新分布。
2010-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Voltage-induced precessional switching at zero-bias magnetic field in a conically magnetized free layer
基于宏观自旋模型，研究了椭圆柱锥形磁化自由层中的电压感生磁化动力学。研究发现，即使在零偏置磁场下，施加电压脉冲也能引起磁化的旋进翻转，这对于压控非易失性存储器等器件的应用具有重要意义。推导了旋进开关条件的解析表达式。
2018-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Strongly modulated ultrafast demagnetization and magnetization precession dynamics in ferrimagnetic Gdx(CoFe)1-x alloys via 3d-4f intersublattice exchange coupling
稀土-过渡金属合金亚晶格间相互作用强度（JRE-TM）的调控是理解激光诱导角动量从3d到4f自旋转移效率以及更好地控制超快自旋动力学的关键问题。本文系统研究了GdCoFe合金的激光诱导退磁过程与亚晶格3d-4f相互作用之间的关系。当3d和4f自旋之间的角动量转移通道被关闭时，超快两阶段退磁过程可以转变为一阶段模式，这可以通过JRE-TM进行调制。此外，基于LLG方程的铁磁共振方法，在角动量补偿点处，由后续的激光诱导磁化进动过程推导出的有效g因子和阻尼常数都发生了发散。研究结果为实际应用提供了一种有效控制超快退磁时间的方法。
2020-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Single-shot optical precessional magnetization switching of Pt/Co/Pt ferromagnetic trilayers
本研究通过单飞秒激光脉冲与面内磁场在Pt/Co/Pt三层结构中实现磁化切换，引入Cu层加速各向异性场恢复，并借助微磁学模拟揭示热各向异性转矩的作用，为光磁存储器件开辟新途径。
2025-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Mechanism of photo-excited precession of magnetization in (Ga,Mn)As on the basis of time-resolved spectroscopy
为了研究铁磁（Ga，Mn）As的光激发磁化旋进机制，研究了不同Mn含量（x=0.01-0.11）样品在相对长和超短时间尺度下的磁光（MO）和微分反射率（DR）时间剖面。对于长时间尺度上观察到的振荡MO轮廓，基于LLG方程结合两种不同MO效应的模拟证实了垂直各向异性分量p-Heff的光诱导。至于在超短时间尺度上观察到的轮廓，它们一致地解释在光生载流子的动力学方面，但不是由磁化强度的突然降低。利用这些实验结果和分析，解决了光诱导的p-Heff的新机制; Mn（II）的光电离样激发。即，Mn（II）被激发成Mn（III）和e。讨论了这种激发通过轨道角动量和dMn（II*）/dz梯度的诱导使磁各向异性向面外方向倾斜。通过基于朗伯-比尔定律和实验p-Heff值估计激发效率来检验所提出的机制的有效性，通过该估计获得1-10 ppm的效率和约5 x 10^12 m^2的标称光学截面。
2016-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Non-thermal laser induced precession of magnetization in ferromagnetic semiconductor (Ga,Mn)As
最近在传统氧化物和金属铁磁体中发现的非热激光诱导自旋激发，为磁系统的超快光学操纵的研究和应用开辟了前所未有的机会。铁磁半导体，特别是（Ga，Mn）As，应该是探索这一新领域的理想系统。值得注意的是，非热效应的存在一直是铁磁半导体研究中尚未解决的突出问题之一。在这里，我们表明，相干磁化动力学可以激发在（Ga，Mn）作为非热的角动量从圆偏振飞秒激光脉冲的转移和非热和热效应的组合，由于从激光脉冲的能量转移。在压电控制的样品中，热效应可以被完全抑制。我们的工作是基于在一个大的（Ga，Mn）As外延层的泵浦和探测测量和圆形和线性磁光系数的系统分析。我们提供微观理论解释的实验结果。
2011-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Hidden-anisotropy-induced $π$ phase shift in all-optical magnetization precession
本研究通过时间分辨磁光克尔效应研究面内磁化Pt/Co/Pt薄膜的激光诱导磁化进动，发现隐藏界面各向异性对声子温度的依赖会产生额外$\pi$相移，指出需明确系统各向异性形式才能全面描述该动力学过程。
2024-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Laser-induced magnetization precession in individual magnetoelastic domains of a multiferroic CoFeB/BaTiO$_3$ composite
使用磁光泵浦探测技术与微米的空间分辨率，我们表明，磁化进动可以推出在单个磁畴中的Co $_{40}$ Fe $_{40}$ B $_{20}$（CoFeB）层通过弹性耦合到BaTiO $_{3}$衬底中的铁电畴。旋进参数与外磁场强度和取向的关系表明，通过激光诱导超快部分淬灭CoFeB的磁弹性耦合参数，$\approx$的27%和10%的超快退磁共同触发磁化旋进。激光诱导的磁弹性耦合的减少和退磁之间的关系是近似的$n(n+1)/2$ -法律与n $\approx$ 2。这种对应关系证实了激光诱导的各向异性变化的热起源。基于对激发的旋进的分析和建模，我们发现了激光诱导旋进开关的特征，当沿硬磁化轴施加磁场时，其值接近于有效磁弹性各向异性场。在一个单独的磁弹性域的进动激发过程被发现是不受相邻的域。这使得激光诱导的磁弹性各向异性的变化驱动磁化动力学和空间选择性的复合多铁性开关的一个很有前途的工具。
2020-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of intersublattice exchange interaction on ultrafast longitudinal and transverse magnetization dynamics in Permalloy
报道了坡莫合金（Py）薄膜超快退磁和磁化旋进阻尼的元素特性测量。在中等退磁率（小于$50$ %）下，在具有高次谐波的Ni和Fe的$M_{2,3}$边缘处同时探测由$1.5$ eV的光泵浦引起的磁化动力学。子晶格间交换相互作用的纵向和横向动力学的作用进行了分析与朗道Lifshitz布洛赫描述的铁磁耦合的Fe和Ni子晶格。结果表明，亚晶格间的交换相互作用支配着退磁过程中的耗散以及磁化矢量的进动阻尼。
2023-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-induced magnetization dynamics in Co-doped iron garnets
本文通过实验与微磁学模拟，研究了铁石榴石中光学声子共振激发驱动的磁化动力学，揭示了激光诱导磁弹性能变化导致磁化进动与切换的机制。
2023-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast optical control of magnetization in EuO thin films
在10 K温度下对铁磁EuO薄膜进行了全光泵浦-探测磁化旋进检测。我们证明了圆偏振光可以用来控制超快时间尺度上的磁化进动。这发生在单个激光脉冲的100 fs持续时间内，通过两种非热光磁效应的组合贡献，即，磁化强度的增强和逆法拉第效应。根据频率和吉尔伯特阻尼参数的磁场依赖性，计算出固有吉尔伯特阻尼系数为α \approx 3 \times 10^-3。
2012-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Optical excitation of single- and multi-mode magnetization precession in Galfenol nanolayers
我们展示了各种旋进响应的磁化超快光激发的Galfenol（Fe，Ga），这是一种铁磁材料，具有大的饱和磁化强度和增强的磁致伸缩纳米层。Galfenol的特殊性质，包括立方磁各向异性和弱阻尼，使我们能够检测到多达6个磁振子模式在120纳米的层，和一个单一的模式，有效阻尼$α_{eff}$ = 0.005和频率高达100 GHz的4纳米层。这是迄今为止在金属铁磁体的时间分辨实验中观察到的最高频率。我们预测，接近太赫兹频率的磁化旋进的检测应该是可能的Galfenol纳米层。
2018-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Adiabatic Pumping of Orbital Magnetization by Spin Precession
本文提出自旋进动驱动的轨道磁化绝热泵浦机制，揭示小锥角下磁化正比于自旋与其时间导数叉积并贡献磁振子塞曼效应，大锥角下在反铁磁拓扑绝缘体中可达自然单位e/T，并进一步讨论非均匀磁化泵浦的无耗散电荷电流及边缘态边界贡献。
2025-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunnel barrier enhanced voltage signals generated by magnetization precession of a single ferromagnetic layer
我们报告的电检测的磁化动力学在Al/AlOx/Ni 80 Fe 20/Cu隧道结，其中Ni 80 Fe 20铁磁层被带入旋进铁磁共振（FMR）条件下。由旋进铁磁体产生的跨结的直流电压与当这种类型的多层结构中的接触是欧姆的时观察到的电压信号相比增强了大约一个数量级。我们讨论了这种现象的磁自旋泵的关系，并推测其他可能的潜在机制负责增强的电信号。
2008-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetization precession after non-collinear dual optical excitation
本文使用两束超短激光脉冲研究非共线双光激发对坡莫合金薄膜磁化进动的影响，发现该激发会降低进动频率并显著增加衰减时间（约25%），且效应依赖于脉冲偏振与时间延迟，揭示了一种新的非线性光自旋效应。
2023-12-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Resonant Precession of Magnetization and Precession -- Induced DC voltages in FeGaB Thin Films
本文报道了非晶Fe_{78} Ga_{13} B_{9}（FeGaB）合金薄膜的频率相关铁磁共振（FMR）和自旋抽运驱动直流电压（V_{dc}）的测量结果，以研究金属铁磁体平膜中的自感反自旋霍尔效应（ISHE）现象。场反转时反对称的V_{dc}信号包括以谐振场为中心的对称和非对称洛伦兹。薄膜尺寸效应的主导作用被认为是在设置静态磁化强度，V_{dc}和动态的磁化旋进在较薄的膜（\leq 8 nm）的大小。磁化参数的膜厚度依赖性表明在膜-衬底界面处存在磁无序区域，这可以促进由旋进磁化朝向衬底产生的自旋的优先流动。然而，V_{dc}信号还从这些膜的\approx 0.4 \%各向异性磁阻和大（\approx 54 nΩ.m）异常霍尔电阻率（AHR）的整流效应中提取贡献，所述整流效应骑在膜-衬底界面附近的自旋-轨道耦合驱动的自旋-电荷转换的效应上。我们已经解决了这些数据的铁磁薄膜受到射频场在共面波导几何形状的电动力学的现有理论的框架。我们对AHR为54 nΩ.m的样本的自感ISHE的估计表明，它可能对测量的对称电压有显着贡献（\approx 90\%）。这一研究结果对于全面理解具有无序界面和大反常霍尔效应的金属铁磁体中自旋抽运感应直流电压具有重要意义。
2022-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Current-Controlled Magnetization Reversal in the Ferromagnetic Semiconductor (Ga,Mn)As
研究了电流对铁磁半导体（Ga，Mn）As霍尔栅器件中自旋轨道耦合磁化翻转的控制。电流控制的磁化切换的效率被发现是敏感的电流相对于晶轴的取向。自旋-轨道有效磁场对电流方向和大小的依赖性由磁化转换角的变化确定。我们发现，应变引起的有效磁场是我们的GaMnAs器件中Rashba引起的磁场的三倍。
2013-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic simulations of the magnetization precession induced by a spin polarized current in a point contact geometry
本文对点接触结构下扩展铁磁多层膜中自旋极化电流驱动下的磁化动力学进行了数值模拟。我们提出了（i）详细分析的方法所产生的问题，这样的模拟和（ii）物理结果上获得的系统类似的研究在Rippard等人，物理学评论快报，v. 92，027201（2004）。我们表明，使用一个标准的Slonczewski形式主义的自旋引起的扭矩的唯象治疗导致模拟结果和实验观察之间的定性分歧，并讨论这种差异的可能原因。
2006-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Important role of magnetization precession angle measurement in inverse spin Hall effect induced by spin pumping
本文利用宽带自旋抽运和反向自旋霍尔效应测量方法研究了Ni_（80）Fe_（20）/Pt双层膜中Pt的自旋霍尔角。为了抑制不需要的电流磁效应，利用了施加垂直于充电电流方向的外部磁场的面外激励几何结构。从各向异性磁电阻（AMR）的整流电压和在共面波导中使用微波功率的常规方法估计了宽激励频率范围（4-14 GHz）的铁磁共振的磁化进动角。观察到不同方法的进动角轮廓的显著差异，导致Ni_（80）Fe_（20）/Pt界面处的自旋电流密度的估计值变化很大。利用AMR效应估计的自旋电流密度的频率依赖性被发现是类似的反自旋霍尔电压。我们得到的频率不变的自旋霍尔角为0.067。
2017-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitation of magnetic precession in bismuth iron garnet via a polarization-independent impulsive photomagnetic effect
除了圆极化相关的逆法拉第效应和线性极化相关的光致磁各向异性外，还发现了铋铁石榴石中磁化强度的非热光学效应，与极化无关.它的脉冲字符证明了所产生的进动，这不能解释由长寿命的光或热引起的各向异性的振幅的字段依赖性。
2015-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Single-pulse strain-induced precessional dynamics of magnetization in Co-doped iron garnet
HFML-FELIX；Radboud University, Institute for Molecules and Materials（拉德堡德大学分子与材料研究所）；Russian Quantum Center, Skolkovo Innovation Center（俄罗斯量子中心斯科尔科沃创新中心）；Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）；Faculty of Physics, University of Bialytsok（比亚韦斯托克大学物理系）
本研究揭示瞬态晶格变形为单脉冲中红外激发与钴掺杂钇铁石榴石可逆进动磁化动力学的关联，通过单泵浦-探测磁光显微技术结合微磁模拟明确了应变诱导的磁化动力学机制。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of magnetic anisotropy relaxation on laser-induced magnetization precession in thin galfenol films
在强而短的激光脉冲激发下，磁介质弛豫到其平衡状态的速率和路径是自旋超快光学控制的关键因素。在这里，我们实验研究的铁磁金属galfenol（Fe $_{0.81}$ Ga $_{0.19}$）薄膜的磁化强度和磁各向异性的演变与飞秒激光脉冲的激发。从磁滞回线的时间演化我们推断出磁化强度$M_S$和磁各向异性参数$K$在纳秒内恢复，并且$K$和$M_S$之间的比率在从几皮秒到3纳秒的整个时间范围内满足热平衡的幂律。我们进一步使用实验获得的弛豫时间的$M_S$和$K$分析的激光诱导的进动，并演示它们如何有助于其频率的演变在纳秒时间尺度。
2021-10-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrashort spin-orbit torque generated by femtosecond laser pulses
为了实现自旋电子学的目标，即开发超高频和节能的电子设备，需要一种超快和可扩展的方法来切换磁性比特。利用由铁磁/非磁性界面处的自旋-轨道相互作用产生的自旋电流的磁化切换是这样的可扩展方法之一，其中最终切换速度受到拉莫尔进动频率的限制。因此，了解自旋轨道力矩（SOTs）引起的磁化进动动力学是非常重要的。在这里，我们演示了超短SOT脉冲的产生，激发拉莫尔进动在外延Fe/GaAs界面的飞秒激光脉冲转换成高振幅的电流脉冲中的电偏置的p-i-n光电二极管。我们控制电流脉冲的极性、振幅和持续时间，最重要的是，控制它们相对于晶体取向的传播方向。通过对不同实验条件下的旋进相位和振幅的详细分析，揭示了激发拉莫尔旋进的SOT起源。
2022-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Light-Induced Magnetic Precession in (Ga,Mn)As Slabs: Hybrid Standing-Wave Damon-Eshbach Modes
在铁磁（Ga，Mn）As薄膜的超快光学实验中观察到了与自旋进动相关的相干振荡。使用一个完整的理论描述的过程中，光耦合到磁化强度，交换和各向异性常数的值从磁场的依赖性的磁振子频率和振荡振幅比。结果显示，由于表面各向异性导致的激发是体波和表面模式的混合物的能量相对较大的负贡献。
2006-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization dynamics using ultrashort magnetic field pulses
利用斯坦福大学直线加速器的超相对论电子束团可以产生非常短的、形状良好的磁场脉冲。这些场的几个特斯拉的持续时间为几个皮秒，用于研究磁性材料的响应，一个非常短的激励。在1特斯拉的磁场中，磁矩旋进90度大约需要10皮秒，因此我们探索了通过旋进快速切换磁化的范围。
2008-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Laser-induced antiferromagnetic-like resonance in amorphous ferrimagnets
亚铁磁体在角动量补偿温度T_A下的磁化动力学与反铁磁体类似。本文研究了脉冲激光在室温以上的非晶稀土过渡金属亚铁磁薄膜中的诱导磁化动力学。对于低脉冲能量密度，磁化进动频率随着所施加的磁场的增加而减小，而对于较高脉冲能量密度，磁化进动频率随着所施加的磁场的增加而增加。用类反铁磁共振的左旋和右旋旋进模式分别在低于和高于T_A的温度下解释了这一结果，并与理论模拟结果相一致.该研究展示了使用脉冲激光实现亚铁磁体中的反铁磁共振的实验路线。
2018-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Thermally induced all-optical ferromagnetic resonance in thin YIG films
全光铁磁共振（AO-FMR）是一种局部检测微磁参数的有力工具，如磁各向异性、吉尔伯特阻尼或自旋刚度等。在这项工作中，我们证明了AO-FMR方法可以用于薄膜的钇铁石榴石（YIG），如果金属覆盖层（金，铂）沉积在膜的顶部。利用飞秒激光脉冲对金属层进行加热，从而触发磁化进动。加热改变了YIG薄膜的磁晶各向异性，并改变了磁化的准平衡取向，从而导致旋进磁化动力学。激光诱导磁化进动对应于均匀（Kittel）磁振子模式，进动频率由材料的磁各向异性以及外部磁场确定，并且阻尼时间由Gilbert阻尼参数设定。因此，AO-FMR方法能够测量局部磁特性，空间分辨率仅由激光光斑大小给出。
2021-10-31 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Deviation From the Landau-Lifshitz-Gilbert equation in the Inertial regime of the Magnetization
我们详细研究了均匀磁化在铁磁共振（FMR）背景下的惯性动力学。分析预测和数值模拟的完整方程内的惯性Landau-Lifshitz-Gilbert（ILLG）模型。除了通常的进动共振，惯性模型给出了第二个共振峰相关的章动动力学，只要阻尼不是太大。运动方程的解析解同时给出了进动和章动角频率。它们是惯性动力学特征时间$τ$、无量纲阻尼$α$和静磁场$H$的函数。对于章动角频率，发现了一个关于$ατγH$的标度函数，当$ατγH\gg 1$时，对于进动角频率也是有效的。除了直接测量的章动共振峰，我们表明，磁化的惯性动力学的宽度和角频率的进动共振峰时，改变所施加的静态场具有可测量的影响。这些预测可用于实验确定的惯性动力学的磁化强度ILLG模型中提出的。
2014-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Empowering Control of Antiferromagnets by THz-induced Spin Coherence
针对反铁磁基态无净磁化难以调控的问题，本研究利用THz诱导FeBO₃相干自旋进动产生的磁化，实现光与弱磁化率自旋模式的非线性耦合，为反铁磁调控提供新原理。
2023-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic nutation: transient separation of magnetization from its angular momentum
本研究通过超短光脉冲激发Ni80Fe20薄膜，实验观察并证实了惯性驱动的磁章动现象，揭示了磁化强度与角动量的瞬态分离，为超快自旋动力学和磁化翻转提供了新机制。
2025-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Identification of the dominant precession damping mechanism in Fe, Co, and Ni by first-principles calculations
Landau-Lifshitz方程使用阻尼的唯象处理可靠地描述磁化动力学。本文介绍了第一性原理计算的阻尼参数的铁，钴，镍，定量同意与现有的铁磁共振测量。该协议建立了这些系统的主导阻尼机制，并采取了重要的一步，预测和定制的阻尼常数的新材料。
2007-05-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Transient Decay Times in Nonlinear Systems: Application to Magnetic Precession
磁化强度的动力学运动对磁性材料的性能起着关键的作用。如果磁性纳米颗粒中的磁化最初远离平衡方向，则其将以固有频率进动，并且在存在一些阻尼的情况下，将在短寿命内衰减到平衡位置。在这里，我们调查一个简单但重要的情况下，磁性纳米粒子是由振荡磁场非共振驱动，而不是在固有频率。我们发现一个令人惊讶的结果，瞬态运动的寿命是强烈可调的，超过10,000倍，通过改变驱动场的振幅。
2015-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci nlin.CD
Spin injection and pumping generated by a direct current flowing through a magnetic tunnel junction
通过磁性隧道结（MTJ）的电荷流导致自旋极化电流的产生，该自旋极化电流对磁化施加自旋转移力矩（STT）。当施加的直流电流密度超过某个临界值时，STT在MTJ的“自由”电极中激发高频磁化进动。这种旋进产生微波输出电压，并且还可以用于自旋泵入相邻的正常金属或半导体。在这里，我们从理论上描述的自旋动力学和电荷输运的CoFeB/MgO/CoFeB/Au隧穿异质结连接到一个恒流源。通过对Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程进行数值积分，计算了具有弱垂直各向异性的自由CoFeB层中的磁化动力学，该方程同时考虑了与CoFeB相关的STT和压控磁各向异性|MgO界面结果表明，在一定范围内的相对较低的电流密度下，可以产生一个大角度的磁化进动，由电诱导的动态自旋重取向转变。然后，与注入的自旋电流一起评估振荡的自旋电流，该振荡的自旋电流由于这种进动而被泵入Au覆盖层。同时考虑驱动自旋极化电荷流和泵浦自旋电流，我们还描述了CoFeB/Au双层膜中的电荷输运，并考虑了反常和逆自旋霍尔效应.计算CoFeB/Au双层的横向侧之间的电势差作为距CoFeB的距离的函数|MgO界面结果发现，这种横向电压信号在金是足够大的实验检测，这表明所提出的电流驱动的自旋注入器的显着效率。
2019-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast laser-induced changes of the magnetic anisotropy in a low-symmetry iron garnet film
以生长在（210）取向Gd_3Ga_5O_（12）衬底上的低对称性（YBiPrLu）_3（FeGa）_5O_（12）薄膜为模型介质，探讨了飞秒激光脉冲改变介质铁磁石榴石各向异性的热机制.我们表明，通过光谱磁光泵浦探测技术和唯象分析，在这样的薄膜中的磁化旋进是由激光诱导的生长诱导的磁各向异性的变化以及众所周知的超快逆法拉第效应。磁各向异性的变化是由皮秒时间尺度上任意偏振的激光脉冲引起的晶格加热介导的。我们表明，外部磁场相对于磁化易平面的取向显着影响通过各向异性变化激发的进动。重要的是，来自超快逆法拉第效应的相对贡献和不同生长诱导的各向异性参数的变化可以通过改变所施加的磁场强度和方向来控制。结果，可以逐渐调谐所激励的磁化进动的幅度和初始相位。
2017-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Light-Induced Magnetoelectric Effect in van der Waals Magnetic Semiconductor Heterostructures
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；University of Iowa（爱荷华大学）
研究揭示了二维磁半导体异质结中超快光激发导致的磁矩转动机制，通过实验和理论分析表明载流子输运改变垂直磁各向异性，从而触发磁化预cession动力学。
2026-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photo-induced magnetization enhancement in two-dimensional weakly anisotropic Heisenberg magnets
通过比较简单分层系统中的光致磁化动力学，我们展示了光致磁各向异性的修改如何直接增强磁化强度。观察到（CH_3NH_3）_2CuCl_4中的自旋旋进在临界温度TC处由光脉冲引发的振幅增加。这种现象与临界温度对轴向磁各向异性的依赖性有关。目前的结果强调的可能性和各向异性的光学修改的重要性，打开新的路径走向超快存储器的磁化状态的控制。
2014-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-induced synchronized switching of magnetization
我们研究电流诱导的磁化切换多层结构，允许降低开关电流，同时保持高的热稳定性的磁化。该结构由垂直极化器、垂直自由层和具有面内磁化的附加自由层组成。当电流垂直于结构运行时，面内自由层经历进动并向垂直自由层提供内部射频场，从而导致一个电流极性的开关电流减小。对于另一个极性，面内自由层几乎饱和垂直于平面，并作为另一个垂直偏振器，这也降低了开关电流。
2012-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
