Ultrafast Dynamics of Orbital Angular Momentum of Electrons Induced by Femtosecond Laser Pulses: Generation and Transfer Across Interfaces
本研究通过理论分析飞秒激光脉冲在金属及异质结构中诱导的电子轨道角动量动力学，发现圆偏振光可产生持久OAM，界面促进退磁，并提出了跨界面转移OAM的优选激光方案。
2023-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast laser driven ferromagnetic-antiferromagnetic skyrmion switching in 2D topological magnet
本文利用第一性原理、rt-TDDFT和原子自旋模拟，揭示了激光诱导单层CrInSe3发生显著电荷转移与磁交换切换，实现了二维拓扑磁体中铁磁至反铁磁斯格明子的超快反转，为拓扑磁性的超快控制提供了新方法。
2024-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Current-excited magnetization dynamics in narrow ferromagnetic wires
我们调查的电流激励的磁化动力学在一个狭窄的铁磁坡莫合金线通过洛伦兹显微镜，连同同时传输测量的结果。详细的结构演变的磁化强度作为所施加的电流密度的函数。在居里温度以下，随着电流密度的增加，发现了局部结构变形、双向位移和磁化反转。我们讨论了可能的机制所观察到的电流激发磁化动力学的功能。
2006-06-21 cond-mat.mes-hall 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
Laser-induced torques in metallic ferromagnets
基于第一性原理电子结构计算和Keldysh非平衡态理论，研究了体心立方结构Fe、六方晶系Co和$L1_0$ FePt的激光诱导力矩.我们发现，扭矩有两个贡献，一个从逆法拉第效应（IFE）和一个从光学自旋转移力矩（OSTT）。取决于手头的铁磁体和准粒子加宽的两个贡献可能是类似的大小或一个贡献可能占主导地位的其他。此外，我们确定了非平衡自旋极化，以研究其与扭矩的关系。我们发现的扭矩和非平衡自旋极化的垂直分量是奇数的螺旋度的激光，而平行于磁化诱导的自旋极化是螺旋无关的。非平衡自旋极化的平行分量比垂直分量大几个数量级。在HCP的情况下，我们发现良好的协议之间的计算激光诱导扭矩和最近的实验。
2016-08-08 cond-mat.mtrl-sci
A Molecular Dynamics Study of Laser-Excited Gold
针对激光激发金的原子模拟与实验结果长期不一致的问题，采用三种原子间势开展双温分子动力学模拟，考虑热电子输运的能量损失路径后，成功复现电子衍射实验数据，弥合了模拟与实验的差异。
2022-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Laser-induced ultrafast demagnetization time and spin moment in ferromagnets: First-principles calculation
当激光脉冲激发铁磁体时，它的自旋会发生戏剧性的变化。初始退磁过程非常快。实验上发现，退磁时间与样品的自旋矩有关。在这项研究中，我们采用第一性原理方法直接模拟这样的过程。我们采用固定自旋矩的方法来改变铁磁镍的自旋矩，然后利用刘维尔方程将激光脉冲耦合到系统中。我们发现，在一般情况下，退磁时间对自旋矩的依赖性是非线性的：它随着自旋矩下降到一个点，之后观察到的自旋矩的增加，其次是第二次减少。为了理解这一点，我们采用了一个扩展的海森堡模型，其中包括交换相互作用和自旋轨道耦合。该模型直接将退磁速率与自旋矩本身联系起来，并分析性地证明了自旋弛豫速度随着自旋矩的减小而变慢。未来需要对我们的预测进行实验测试。
2016-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Angular and Linear Momentum of Excited Ferromagnets
具有各向同性交换相互作用的海森堡铁磁体的角动量矢量是守恒的，而在单轴晶体各向异性下，总自旋沿易轴的投影是运动常数。利用Noether定理，我们证明了这些守恒律持续存在的偶极-偶极相互作用。然而，自旋和轨道角动量并不分别守恒。我们还定义了铁磁织构的线性动量。我们说明的一般原则，特别是参考自旋转移力矩，并确定出现的非绝热有效场作用于畴壁铁磁绝缘体。
2013-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Switching ferromagnetic spins by an ultrafast laser pulse: Emergence of giant optical spin-orbit torque
更快的磁纪录技术是海量数据存储和大数据科学不可或缺的。{全光自旋开关提供了一种可能的解决方案}，但目前它仅限于少数昂贵且复杂的稀土亚铁磁体。在更丰富的铁磁体中的自旋开关可能会大大扩展全光自旋开关的范围。在这里，通过研究40，000个铁磁自旋，我们表明，这是决定自旋开关过程中的铁磁体和亚铁磁体的光学自旋轨道力矩。只有当合金中每种成分的有效自旋角动量超过临界值时，才会发生自旋转换。由于强交换耦合，铁磁体中的自旋开关比弱耦合亚铁磁体快得多。这为全光自旋开关建立了一个范例。由此产生的磁场（65 T）是如此之大，它将显著降低自旋电子学中的高电流，从而代表了光自旋电子学的开始。
2016-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Unidirectional propagation of spin waves excited by femtosecond laser pulses in a planar waveguide
低能磁振子逻辑电路是现代磁学中一个活跃的发展领域。磁振子在数据处理方面的潜在优势主要取决于基于自旋波非互易传播的单元，类似于电子学中的半导体二极管和晶体管。本文提出了用飞秒激光脉冲激发自旋波在铁磁金属波导中实现非互易传播的方法。利用微磁模型，我们表明，外部磁场和激发激光光斑的位置的组合，在波导导致单向传播的激发自旋波包。这些结果对于未来几代数据处理设备中混合磁光电路的设计至关重要。
2023-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast charge transfer and vibronic coupling in a laser-excited hybrid inorganic/organic interface
无机半导体与有机分子形成的杂化界面是一种非常有趣的光电子材料。界面电荷转移是其独特的电子结构和光学响应的主要原因。因此，至关重要的是要深入了解这一基本过程，也超越了静态的画面。基于实时依赖时间的密度泛函理论耦合到Escherfest分子动力学计划的从头算方法非常适合这个问题。研究了电子受体分子2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基醌二甲烷（F4 TCNQ）吸附在氢化硅团簇上形成的激光激发的无机/有机杂化界面，并讨论了脉冲激发后超短时间窗内电荷转移的基本机制.所考虑的接口是$p$掺杂，并表现出在基态的电荷转移。当它被激发的共振激光脉冲，跨界面的电荷转移额外增加，但与以前的观察在所有有机供体/受体复合物，它不是进一步促进电子振动耦合。在100~fs的时间窗口内，分子振动与电子动力学耦合，增强了分子内电荷转移。我们的研究结果突出了所涉及的物理学的复杂性，并证明了所采用的形式主义的能力，以实现对混合材料中的超快电荷转移的全面理解。
2020-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast dynamics of electrons excited by femtosecond laser pulses: spin polarization and spin-polarized currents
本文利用 EVOLVE 理论框架模拟飞秒激光激发的自旋极化与电流动力学，通过 Cu、Co 及 Co/Cu 体系揭示相干—非相干转变、材料特异振荡及界面的源作用。
2023-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Influence of interlayer exchange coupling on ultrafast laser-induced magnetization reversal in ferromagnetic spin valves
本研究通过改变Cu间隔层厚度，发现2.32 nm为关键阈值，高于此阈值单脉冲可稳定反转磁化，低于则需连续照射，揭示了层间交换耦合对超快磁化反转的影响。
2024-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio theory of electron-phonon mediated ultrafast spin relaxation of laser-excited hot electrons in transition-metal ferromagnets
本文报道了bcc结构Fe、fcc结构Co和fcc结构Ni过渡金属铁磁体中电子-声子相互作用引起的电子自旋翻转散射的计算理论研究。Elliott-Yafet电子-声子自旋翻转散射的第一性原理计算，采用广义自旋翻转Eliashberg函数以及从头计算声子色散。为了研究飞秒激光激励铁磁体中电子-声子介导的退磁量，将该方法推广到激光产生的热化和非平衡非热热电子分布。使用开发的形式主义，我们计算声子诱导的自旋寿命的热电子在Fe，Co和Ni。电子-声子介导的退磁率进行评估激光产生的热化和非平衡电子分布。非热分布被发现导致一个更强的退磁率比热，热化分布，但他们的退磁效果是不足以解释实验观察到的退磁发生在亚皮秒制度。
2013-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay of non-local transport and local scattering during electron thermalization and spatial equilibration in laser-excited metals
RPTU University Kaiserslautern-Landau（凯泽斯劳滕-兰道应用技术大学）
通过玻尔兹曼输运方程的能量空间重构，研究了非局域输运与局域散射在激光激发金属电子热化和空间平衡中的相互作用，发现输运加速表面表观热化但延迟整体平衡，且主导过程随位置和能量窗口变化。
2026-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Laser patterning of the room temperature van der Waals ferromagnet 1$T$-CrTe$_2$
针对室温范德华铁磁体1$T$-CrTe$_2$，提出利用激光加热诱导相变为Cr$_x$Te$_y$（$x/y>1/2$）的横向磁性结图案化方法，揭示衬底和$h$-BN封装的作用，实现微米尺度图案及超薄样品的室温铁磁性保持。
2025-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic carrier dynamics in a laser-excited Fe$_{1}$/(MgO)$_{3}$(001) heterostructure from real-time time-dependent DFT
采用含时密度泛函理论（TDDFT）在实时域研究了飞秒光脉冲与Fe $_{1}$ /（MgO）$_{3}$（001）金属/氧化物异质结的相互作用.我们系统地研究了电子激发随激光频率、峰值功率密度和偏振方向的变化。而自旋轨道耦合仅导致磁化强度随时间变化的小幅度降低（小于10%），我们发现在对面内和面外偏振光的响应中存在显著的各向异性，其根据激发能定性地改变其特性：Fe层在低频下通过面内偏振光有效地寻址，而对于高于MgO带隙的频率，我们发现中心MgO层对交叉平面偏振光的响应特别强。对于电荷转移带隙和MgO带隙之间的激光激发，界面起着最重要的作用，因为它介导从MgO的价带到接近费米能级以上的Fe的$3d$态以及从费米能级以下的Fe态到MgO的导带的协同跃迁。由于这些转变可以同时发生，从而改变层的电荷平衡，因此它们可能潜在地导致受激载流子有效地转移到MgO块体中，其中相应的电子和空穴状态可以通过显著大于光子能量的能量分离。
2022-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Saturable absorption in highly excited silicon and its suppression at the surface
通过第一性原理计算揭示了激光辐照硅中泡利阻塞导致的可饱和吸收现象，并发现表面因对称性破缺可抑制该效应。
2024-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization reversal of a ferromagnetic Pt/Co/Pt film by helicity dependent absorption of visible to near-infrared laser pulses
针对铁磁体全光磁化切换机制的争议，本文通过可见至近红外光脉冲测量 Pt/Co/Pt 多层膜的切换效率，发现随泵浦波长增加效率显著提升至 100%，证实磁圆二色性是主要驱动机制。
2024-12-25 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Quenching of Ferromagnetism in InMnAs Induced by Intense Laser Irradiation
铁磁InMnAs的时间分辨磁光克尔谱揭示了两个不同的{ \em退磁}过程-快（$<1$ ps）和慢（$\sim$ 100 ps）。这两种成分随着温度的升高而减少，并且在居里温度以上不存在。快分量随泵浦功率快速增长，并在高注量（$>10$ mJ/cm $^2$）下饱和;饱和值表示在亚皮秒时间尺度上铁磁性的{ \em完全淬灭}。我们将这种快速动力学归因于通过光载流子和Mn离子之间的$p$交换相互作用的自旋加热，而$\sim$ 100 ps分量被解释为自旋-晶格弛豫。
2005-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculations of heat capacities of ultrafast laser-excited electrons in metals
超快激光激发可以引起电子子系统温度的快速升高。随后的电子演化的能带结构和能量分布可以确定的几个热力学性质的变化，包括一个重要的能量沉积：电子热容。利用有限电子温度下的密度泛函计算方法，得到了一系列金属（包括类自由电子、过渡金属和贵金属）的电子热容随电子温度的变化关系.交换和相关功能和半芯电子的存在下，电子热容的影响进行了首次评估，发现在大多数情况下是可以忽略不计的。然后，我们测试了自由电子方法的有效性，改变每个原子的自由电子的数量。这表明，只有简单的金属可以正确地拟合这些方法。对于过渡金属，局域d电子的存在产生了强烈的偏离向高能量的电子热容，这意味着需要更多的能量来热激发它们，相比自由sp电子。这是由于高温下电子屏蔽的变化增强了集体激发效应。
2015-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Charge pumping driven by the laser-induced dynamics of the exchange splitting
我们发现，如果在激光脉冲激发后交换分裂随时间变化，则在反转非对称铁磁体中会感应出电流。我们解释这种现象的逆Edelstein效应的磁性变体。基于\textit{ab initio}计算，我们确定了Co/Pt（111）和Mn/W（001）磁性双层膜系统中这种效应的大小，并研究了它与磁化方向的关系。我们的理论结果与激光激发后发射的THz信号的实验测量的比较表明，在3 $d$过渡金属铁磁体的超快退磁是由横向自旋波动，而不是由减少交换分裂。
2017-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Simplified formulas for the generation of terahertz waves from semiconductor surfaces excited with a femtosecond laser
我们推导出简单的公式来解释太赫兹（THz）辐射从半导体表面激发的飞秒（fs）激光。具有大于带隙的能量的飞秒光脉冲产生光载流子，其根据光电流的时间导数行进并产生THz辐射。通过假设只有在超快时间尺度（小于几百fs）中行进的电子对太赫兹辐射有贡献，可以获得源于用内建场加速的光载流子漂移或来自光载流子扩散的发射的简单表达式。前者的发射振幅与电子迁移率、肖特基势垒高度和激光强度成正比，后者的发射振幅与激光强度和扩散系数的平方成正比。我们还讨论了金属-绝缘体-半导体结构的发射公式。推导的表达式有助于理解激光太赫兹发射显微镜（LTEM）观测到的太赫兹发射特性，使LTEM在半导体研究和开发领域得到实际应用。
2020-05-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ultrafast electronic and lattice dynamics in laser-excited crystalline bismuth
飞秒光谱被用来研究铋中的瞬态电子和晶格过程。在晶体的光致反射率响应中检测到弛豫时间为1 ps、7 ps和~ 1 ns的分量。为了便于分配所观察到的弛豫到特定的激发电子态的衰减，我们使用泵浦脉冲的中心波长范围从400 nm到2.3 μ m。此外，我们还研究了相干A1 g声子参数随激发和探测条件的变化。数据分析揭示了布里渊区的电子-空穴和电子-声子耦合强度沿Γ-T方向具有显著的波矢依赖性。
2012-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Influence of laser-excited electron distributions on the x-ray magnetic circular dichroism spectra: Implications for femtosecond demagnetization in Ni
在泵浦-探测实验中，强激光脉冲在脉冲后的前几百飞秒内产生非平衡激发电子分布。本文首次从理论上研究了由泵浦激光引起的非平衡电子分布对Ni的表观X射线磁性圆二色性（XMCD）信号的影响，考虑了脉冲后立即产生的电子分布以及与晶格或自旋系统不平衡的热化电子分布。在这些情况下，XMCD信号不简单地与自旋动量成比例。计算的光谱进行比较，最近的泵浦探测XMCD实验镍。我们发现，大多数实验观察到的功能被认为是一个超快自旋动量转移到晶格的证明，也可以归因于非平衡电子分布。此外，我们发现，即使在激光诱导的非平衡电子分布下，原子自旋和轨道磁矩的XMCD求和规则仍然有效。
2009-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Indirect but Efficient: Laser-Excited Electrons Can Drive Ultrafast Polarization Switching in Ferroelectric Materials
为了提高下一代铁电电子器件的效率，需要新的控制铁电极化开关的技术。虽然大多数先前的研究试图通过激发声子来诱导偏振切换，但这些实验技术需要复杂且昂贵的太赫兹源，并且尚未完全成功。在这里，我们提出了一种新的机制，通过激光调谐的基础动态势能面快速，有效地切换FE偏振。使用含时密度泛函计算，我们观察到超快开关的FE极化BaTiO 3在200 fs内。激光脉冲可以引起电荷密度重新分布，从而降低原始FE电荷顺序。这种激励导致理想的和高度定向的离子力，总是相反的原始FE位移。我们的新机制使FE偏振与光脉冲，可以从现有的800 nm实验激光源产生的可逆切换。
2019-06-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
First-principles calculations for transient absorption of laser-excited magnetic materials
利用含时密度泛函理论研究了有限电子温度下激光激发钴和镍的光学性质的变化。作为第一性原理模拟的结果，在磁性材料的光吸收的复杂的变化被观察到周围的$M_{2,3}$吸收边。基于显微镜分析，我们阐明这种复杂的吸收变化由以下两个部分组成：（i）在$M_{2,3}$边缘周围的窄能量范围内的光吸收的减少，这反映了由于光诱导的退磁导致的吸收边缘的蓝移，以及（ii）在$M_{2,3}$边缘周围的较宽范围内的光吸收的增加，这反映了由于光致电子局域化而引起的局域场效应的改变。瞬态光学和磁性之间的关系可能打开一种方法来监测超快（去）磁化和自旋动力学磁性材料通过瞬态吸收光谱。
2022-02-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Dielectric response of laser-excited silicon at finite electron temperature
采用绝热含时密度泛函理论（TDDFT）计算了处于电子热平衡状态的激发态晶体硅的介电响应，模拟了强激光脉冲辐照下的介电响应。介电函数的实部的特征在于由于激发的电子-空穴对在低频下的强负行为。该响应与模拟激光脉冲照射后立即在非平衡相中的电子激发的数值泵浦-探测计算吻合得相当好。与以电子有效质量和碰撞时间为拟合参数的Drude模型进行了比较。我们发现，提取的有效质量的范围为0.22-0.36和寿命的范围为1-14 fs取决于温度。短的Drude寿命表明，强阻尼是可能的绝热TDDFT，尽管没有明确的电子-电子碰撞。
2014-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Coherent and Incoherent Structural Dynamics in Laser-Excited Antimony
我们研究了光激发锑中声子的激发，并证明了整个电子-晶格相互作用，特别是相干和非相干的电子-声子耦合，可以同时探测。利用具有高时间分辨率的飞秒电子衍射（FED），通过原子势能面极小值的移动，观察到了完全对称的\Ag光学声子模的相干激发.采用从头计算分子动力学模拟研究了激光激发势能面时晶格势的变化和相干原子振荡的实空间振幅。无参数计算与实验结果吻合良好。此外，我们的实验配置允许观察能量转移从电子到声子通过非相干电子晶格散射事件。电子-声子耦合被确定为电子温度的函数，从我们的DFT计算和数据，通过应用不同的模型的能量转移。
2017-01-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Laser-induced Spin Dynamics in Metallic Multilayers
铁磁体中的电子激发可以触发超快自旋动力学，其在磁纪录中的速度增加中具有潜在的应用。该项目研究超快磁化动力学，这是由弹道热电子驱动的金属层。在铁磁体中，这些电子通过自旋相关散射引起磁化强度M的绝对值的变化。如果电子是自旋极化的，则在贵金属和铁磁体的界面处的散射导致自旋转移力矩，从而改变M的方向。为了揭示潜在的机制，我们研究模型系统，这是实现层的Au与其大弹道平均自由程和Fe作为巡回铁磁体。我们的目标是了解超快退磁和飞秒全光产生的自旋转移力矩效应（激发热电子与飞秒激光）。发射动力学探测磁光在时间分辨实验。
2010-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Up to 70 THz bandwidth from implanted Ge photoconductive antenna excited by a fibre laser
太赫兹频率范围内的相位稳定电磁脉冲在时间分辨光谱学中提供了几种独特的能力。然而，其应用的多样性受到覆盖的频谱带宽的限制。特别是，光电导发射体的频率上限-太赫兹光谱中最广泛的技术-由于红外活性光学声子的吸收，在常规透射模式下仅达到7太赫兹。在这里，我们提出了超宽带（扩展到70太赫兹）太赫兹辐射从金注入锗发射器，这是兼容的光纤激光器工作在1.1和1.55 μm波长，重复率分别为10和20 MHz。这开辟了一个前景的紧凑型太赫兹光子器件操作到多个太赫兹频率，并与硅CMOS技术兼容的发展。
2020-03-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Laser-induced operations with charge qubits in a double-well nanostructure
我们给出了由两个隧道耦合的半导体量子点组成的系统中电荷量子比特操作的理论研究结果，该系统的两个最低态（局域在不同的点中）定义了逻辑量子比特态，而两个激发态（在点之间离域）在激光脉冲的影响下用于电子从一个点到另一个点的转移。结果表明，在激发能级之间的小能量分离的情况下，最佳的（从最小的单量子比特操作时间和最大的操作保真度的角度来看）策略是调谐激发能级之间的激光频率。确定了实现量子非操作的脉冲参数。通过严格的数值计算，证实了在行波近似下得到的解析结果。
2008-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Laser-Excited Elastic Guided Waves Reveal the Complex Mechanics of Nanoporous Silicon
硅中的纳米孔隙率导致这种主流半导体的全新功能。然而，难以评估的力学显著限制了其在从纳米流体和生物传感器到药物递送、能量存储和光子学等领域的应用。在这里，我们提出了一个研究激光激发的弹性导波检测无接触和非破坏性的干和液体注入单晶硅多孔硅。这些实验表明，每平方厘米截面1000亿个平行纳米孔的自组织形成导致垂直于孔轴的几乎各向同性的弹性和80%的有效刚度降低，从而总体上导致与在体硅中观察到的立方各向异性的显著偏差。我们对纳米多孔硅的晶圆级力学的全面评估为在强大的片上器件中的预测应用提供了基础，并证明了激光超声学的最新突破为干燥和液体功能化多孔材料的原位非破坏性机械表征开辟了全新的前沿。
2021-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Chiral Porphyrin Monolayers on Ferromagnetic Thin Films: Ultrafast Spectroscopy of Hybrid Interfaces
Faculty of Chemistry, Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学化学系）；Center for Advanced Technologies, Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学先进技术中心）；Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Institute of Ion Beam Physics and Materials Research（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心离子束物理与材料研究所）；Faculty of Physics and Astronomy, Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学物理与天文学系）
研究铁磁多层结构对含血红素染料的分子动态的影响，发现表面吸附缩短激发态寿命，但未观察到长寿命电荷转移产物。
2026-05-11 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Huge ultrafast spin Seebeck effect mediated by laser-excited superdiffusive magnon currents
Uppsala University（乌普萨拉大学）
该研究提出了一种基于量子玻尔兹曼方程的微观框架，用于模拟超快激光诱导去磁化过程，揭示了超扩散磁子传输现象，并预测了技术相关幅度的超快自旋Seebeck效应。
2026-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Full spatiotemporal control of laser-excited periodic surface deformations
我们展示了完全控制的声学和热的周期性变形在固体表面下降到亚纳秒的时间尺度和几微米的长度尺度，通过独立的变化的时间和空间相位的两个光学瞬态光栅（TG）的激发。为了这个目的，我们介绍了一个实验装置，施加控制的空间相位的后续时间延迟TG激发取决于它们的偏振状态。具体的示例性相干控制的情况下，理论上进行了讨论，并提出了相应的实验数据，其中时间分辨的X射线反射率测量纳米层异质结构的时空表面失真。最后，我们讨论的例子中，我们的方法的应用程序可以通过定制的时空应变场的功能材料性能的控制。
2019-08-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Tuned ionic mobility by Ultrafast-laser pulses in Black Silicon
本研究通过从头算分子动力学模拟探究飞秒激光激发黑硅中杂质浓度对离子迁移率的影响，发现晶体环境随杂质浓度升高弱化，离子迁移率随杂质浓度与激发强度改变，为半导体器件优化提供参考。
2024-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Understanding real-time time-dependent density-functional theory simulations of ultrafast laser-induced dynamics in organic molecules
实时含时的密度泛函理论，结合Escherifest分子动力学方案，正在成为一种流行的方法来研究纳米尺度上的超快现象。由于最近的发展，它也可以明确地包括在模拟中的时间相关的激光脉冲，从而访问瞬态激发制度。然而，这些计算的复杂性要求深入分析可访问的，但近似的（无论是“穿着”或“裸”）量，以评估他们的能力，为我们提供一个模拟过程的现实画面。在这项工作中，我们分析了三个小分子（乙烯，苯，噻吩）的超快动力学的共振激光脉冲激发的绝热局域密度近似的框架。电子响应的激光微扰的诱导偶极矩和激发态人口相比，由一个精确可解的两能级模型给出的结果。通过这种方式，我们可以用简单的估计量来解释电荷载流子的动力学，比如激发电子的数量。从计算的瞬态吸收光谱，我们解开的外观，如激发态吸收和振动耦合的非线性效应。通过这种方式，我们观察到激光激发通过增强其中的非谐性来影响振动光谱，而相干振动运动有助于稳定已经在几十飞秒内的电子激发。
2020-08-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Single-Shot Magnetization Reversal in Ferromagnetic Spin Valves Enabled via Heat Control
本研究通过对比激光与热电子激发，利用楔形铜层调控能量传输，实现了铁磁自旋阀自由层的单次磁化反转，并揭示完全退磁是关键因素。
2025-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Single femtosecond laser pulse-driven ferromagnetic switching
Fert Beijing Institute, School of Integrated Circuit Science and Engineering, Beihang University（北京航空航天大学集成电路科学与工程学院飞腾北京研究院）；State Key Laboratory of Spintronics, Hangzhou International Innovation Institute, Beihang University（杭州创新研究院，北京航空航天大学自旋电子学国家重点实验室）；School of Electronic Information Engineering, Beihang University（北京航空航天大学电子信息工程学院）；State Key Laboratory of Spintronics, Nanjing University（南京大学自旋电子学国家重点实验室）；Truth Memory Corporation（真忆科技有限公司）；Department of Applied Physics, Institute for Photonic Integration, Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学光子集成研究所应用物理系）
本文报告了在铁磁体中利用热各向异性扭矩实现单激光脉冲驱动的相干磁化翻转，该翻转在飞秒到皮秒脉冲范围内稳健，且在CoFeB/MgO磁性隧道结中表现出超过110%的磁阻和优异能效，推动了光自旋电子学在内存技术中的应用。
2025-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ultrafast demagnetization in ferromagnetic materials: Origins and progress
本文综述了铁磁材料超快退磁的起源与进展，涵盖七种模型及四种起源的物理过程，并展望了阿秒技术和反铁磁材料在超高频自旋电子学中的应用前景。
2024-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other hep-ex
