A Chiral Inverse Faraday Effect Mediated by an Inversely Designed Plasmonic Antenna
逆法拉第效应是一种磁光过程，允许通过携带非零自旋或轨道力矩的光激发来磁化物质。这种现象到目前为止被认为是对称的;右或左圆偏振产生沿光传播方向或沿相反传播方向取向的磁场。在这里，我们证明，通过操纵光的自旋密度的等离子体纳米结构，我们产生了手性逆法拉第效应，创建一个强的磁场的500 mT的光的一个螺旋度，相反的螺旋度产生这种效果，只有镜面结构。这种新的光学概念开辟了用非偏振光产生磁场的道路，在磁畴和过程的超快操纵中找到应用，如自旋进动、自旋电流和波、磁skyrmion或磁圆二色性，并直接应用于数据存储和数据处理技术。
2023-01-14 physics.optics
Magneto-optical response enhanced by Mie resonances in nanoantennas
利用外加磁场控制光是调制光的强度和偏振的重要方法之一。纳米尺度的磁光效应通常在磁光子晶体、纳米结构杂化材料或磁等离子体晶体中观察到。外部磁场的间接作用（例如通过法拉第效应）可以通过自然材料在光学频率下表现出可忽略的磁性来解释。然而，超材料的概念通过设计人工亚波长超原子来克服自然界施加的这一限制，该超原子支持强磁响应，通常称为光磁，即使它们由磁性材料制成。基本问题是外部磁场与超材料结构的光致磁响应之间的相互作用的效果是什么。在这里，我们朝着回答这个基本问题迈出了第一步，并证明了由于光学磁性纳米天线晶格的磁光响应的多重增强。
2017-07-12 physics.optics
Inverse design of Mie resonators with minimal backscattering
School of Physics and Engineering, ITMO University（ITMO大学物理与工程学院）
本文通过逆设计方法实现了具有接近零后向散射的Mie共振器，利用广义Kerker效应和多极消去条件，为纳米光子结构设计提供了新思路。
2024-09-10 physics.optics
Twisting Light, Steering Spins: Gold Nanoparticle Magnetization via Inverse Faraday and Orbital Angular Momentum
本研究提出结合逆法拉第效应与携带轨道角动量的拉盖尔-高斯光束控制金纳米颗粒磁化的新方法，实现了高达25°的三维磁场倾斜取向控制，为下一代磁存储和逻辑器件设计铺平道路。
2025-04-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Third-order nonlinearity by the inverse Faraday effect in planar magnetoplasmonic structures
我们预测了由逆法拉第效应（IFE）引起的平面磁等离子体结构中表面等离子体激元（SPP）的一种新的超快三阶非线性。具有显著的电场纵向分量的平面SPP经由IFE充当有效的横向磁场。它对等离子体传播的响应导致强烈的超快自作用，这通过三阶非线性表现出来。从洛仑兹互易定理出发，导出了两种特殊平面磁等离子体结构的IFE相关非线性极化率的一般公式和解析表达式。我们的估计预测一个非常大的非线性三阶非线性极化率超过那些典型的金属，如金。
2018-07-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Inverse design of functional photonic patches by adjoint optimization coupled to the generalized Mie theory
本研究提出将伴随优化与二维广义米氏理论结合的严谨方法，实现功能光子贴片的逆向设计，可完成辐射塑形等多种功能，且非周期沃格尔螺旋结构在消色差聚焦上优势显著，计算量远低于标准数值优化方法。
2023-03-06 physics.optics
A Reversed Inverse Faraday Effect
本研究通过在等离子体纳米结构中操纵光的自旋密度，提出并验证了一种反向逆法拉第效应，该效应具有手性，为利用非偏振光超快操控磁畴及相关自旋过程开辟了新途径。
2023-05-23 physics.optics
Skyrmion Generation in a Plasmonic Nanoantenna through the Inverse Faraday Effect
本文研究利用金纳米环暗模式在逆法拉第效应感生磁场中产生斯格明子拓扑结构，揭示反向传播光电流实现金磁化的机制，为超快数据写入与处理提供新途径。
2024-02-27 physics.optics
Inverse Faraday effect in disordered two-dimensional electronic systems
本文构建了无序二维电子系统中逆法拉第效应的理论，利用非平衡量子场论计算了电流密度的静态贡献，发现感应磁化方向依赖于频率和散射率，且高频下与自旋轨道耦合平方成正比、与频率五次方成反比。
2024-10-28 cond-mat.str-el physics.optics
Enantio-selective inverse Faraday effect in isotropic chiral molecular mixtures
University of L’Aquila（阿奎拉大学）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋电子学研究所）
提出基于逆法拉第效应的手性光学传感技术，利用填充nl级手性药物溶液的光子微毛细管，通过测量激光激发产生的静态磁化强度检测对映体过量。
2026-06-16 physics.optics
Engineering Magnetization with Photons: Nanoscale Advances in the Inverse Faraday Effect for Metallic and Plasmonic Systems
本综述探讨了在等离激元架构中工程化逆法拉第效应的最新进展，连接了从经典到量子的理论基础与亚皮秒泵浦探测实验，强调通过纳米结构设计实现磁化控制，并指出预测与测量值间存在数量级差异这一关键挑战及未来探针开发方向。
2025-06-30 physics.optics
Inverse Faraday effect and Stokes drift in plasma
本文研究等离子体中横向受限圆偏振光束的逆法拉第效应，考虑光束纵向分量后发现边缘退磁电流是此前计算值的两倍，但该电流作为斯托克斯漂移电流伴随反向磁化电流，因此不会抵消逆法拉第效应。
2022-09-13 physics.optics physics.plasm-ph
Giant peak of the Inverse Faraday effect in the band gap of magnetophotonic crystal
在磁有序介质中的自旋系统的光学影响提供了一个独特的可能性，在亚皮秒的时间尺度，这是非常有前途的磁数据处理和其他磁应用的磁化局部操纵。光学操纵的机制之一与逆法拉第效应（IFE）有关。通常，IFE在衬底上的晶体和磁性膜中观察到。在这里，我们演示了飞秒激光脉冲在磁光子晶体内的磁性薄膜中诱导的IFE。在磁光子晶体的带隙中，IFE对激光脉冲波长的光谱依赖性具有尖锐的峰值，导致IFE的显著增强。这一现象可以用磁膜内电磁能和角动量的强约束来解释。计算的IFE有效磁场的近场分布表明其沿膜厚在30 nm以内的亚波长局域化。这些激发体积可以通过例如改变激光脉冲的频率沿着样品深度移位。所得结果为超快自旋电子学和量子信息处理等领域的新应用开辟了道路。
2018-05-13 physics.optics
Plasmon-enhanced optical control of magnetism at the nanoscale via the inverse Faraday effect
本研究通过圆偏振飞秒激光激发金纳米盘产生局部磁场，利用逆法拉第效应实现了对相邻磁性薄膜磁化的超快纳米尺度光学控制，并发现偏离共振波长激发可避免多余加热，为纳米自旋电子器件的光驱动控制提供了新途径。
2023-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
An inverse Faraday effect through linear polarized light
逆法拉第效应（IFE）允许仅通过光学激发产生磁场。自60年代发现以来，人们认为只有椭圆偏振或圆偏振才能通过这种磁光现象磁化物质。在这里，我们演示了通过光的线性偏振的IFE的生成。这个新的物理概念是由等离子体纳米天线对光的局部操纵产生的。我们证明了当入射光的偏振方向不平行于金纳米棒的长轴时，线偏振激发的金纳米棒通过IFE产生非零磁场。我们表明，这种不对称性产生热点的局部非零自旋密度（局部椭圆偏振态），引入超圆光的概念，允许这种磁化。此外，通过改变相对于纳米天线的入射线极化的角度，我们证明了磁场取向的按需翻转。最后，这种线性IFE产生的固定磁场比金纳米颗粒在通过圆偏振和经典IFE激发时产生的磁场强25倍。通过IFE在等离子纳米结构中产生固定磁场是目前唯一允许在纳米级产生超短、强磁场脉冲的技术。因此，它在磁畴的超快控制中得到应用，不仅在数据存储技术中，而且在诸如磁捕获、磁skyrmion、磁圆二色性、自旋控制、自旋进动、自旋电流和自旋波等研究领域中得到应用。
2022-06-02 physics.optics
Light-induced Faraday effect from dynamical breakdown of Kleinman symmetry
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
本文通过研究三阶光学磁化率的反对称分量，揭示了光致法拉第效应源于Kleinman对称性破缺，无需宏观磁化即可产生静态偏振旋转，并利用紧束缚模型和声子耦合展示了其显著增强。
2026-10-06 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Phono-magnetic analogs to opto-magnetic effects
磁光效应和光磁效应描述了光与磁介质的相互作用。最突出的例子是法拉第效应和科顿-莫顿效应，它们改变了光通过介质的传输，以及逆法拉第效应和逆科顿-莫顿效应，它们为材料中的自旋产生有效的磁场。在这里，我们介绍了类似的磁声和声磁效应的现象学，其中振动量子取代了光量子。我们表明，使用组合的第一性原理计算和唯象建模，有效的磁场施加的声子类似物的反法拉第和反棉花-木桐效应的反铁磁氧化镍的自旋产生的幅度相当，并可能大于那些光磁原件。
2020-10-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Plasmonic Metasurfaces for Magnetic Skyrmion Control via the Inverse Faraday Effect
Sorbonne Université, CNRS, Institut des NanoSciences de Paris, INSP（索邦大学，法国国家科学研究中心，巴黎纳米科学研究所）；School of Optoelectronic Engineering and Instrumentation Science, Dalian University of Technology（大连理工大学光电工程与仪器科学学院）；Instituto de Engenharia de Sistemas E Computadores – Microsistemas e Nanotecnologias (INESC MN)（系统计算机工程研究所-微系统与纳米技术）；Institute of Condensed Matter and Nanosciences, Université Catholique de Louvain（天主教鲁汶大学凝聚态与纳米科学研究所）；School of Electronic and Information Engineering, Ningbo University of Technology（宁波理工学院电子与信息工程学院）；Blackett Laboratory, Department of Physics, Imperial College London（伦敦帝国理工学院物理系布莱克特实验室）；London Centre for Nanotechnology, Imperial College London（伦敦帝国理工学院伦敦纳米技术中心）；Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学CNRS-Thales阿尔伯特·费尔特实验室）
通过反法拉第效应在等离激元超材料中生成光驱动的Skyrmion晶体，为超快磁性过程控制和下一代数据存储技术奠定基础。
2026-10-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Strong transient magnetic fields induced by THz-driven plasmons in graphene disks
本研究利用石墨烯圆盘在3.5 THz等离激元共振频率下，通过圆偏振激发产生极高效的瞬态磁场，强度约0.7 T，并经超快法拉第旋转证实。
2023-07-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrafast optical excitation of coherent magnons in antiferromagnetic NiO
从实验和理论上解决了反铁磁NiO超快光磁振子激发的机制。我们采用时间分辨光学双色泵浦探测技术研究了相干非热自旋动力学。利用沿着NiO晶体的光轴的线性和圆偏振光的光学泵浦和探测仔细检查超快光学磁振子激发背后的机制。一个唯象的基于量子力学的理论将这些实验结果与通过逆法拉第效应和逆Cotton-Mouton效应的光致磁化的表达式联系起来。我们获得惊人的实验和理论之间的协议，此外，使我们能够提取有关自旋域分布的信息。我们还发现，在NiO的能量转移到磁振子模式通过逆Cotton-Mouton效应是约三个数量级的效率比通过逆法拉第效应。
2017-01-30 cond-mat.other physics.optics
A Finite-Difference Time-Domain approach for dispersive magnetic media
本研究将FDTD方法拓展至色散磁介质领域，通过频率相关介电张量纳入磁光效应，以磁球米氏散射为基准验证了方法可捕捉核心散射特征，并分析了精度局限与改进方向。
2023-05-05 physics.optics
Machine Learning for Mie-Tronics
本文提出利用机器学习前向预测与逆向设计介电超原子，实现最高到八极项的目标多极矩定制，并展示高阶磁响应与超散射应用。
2023-05-29 physics.optics
Laser-induced spatiotemporal dynamics of magnetic films
我们提出了一个理论的相干磁化动力学引起的聚焦超快激光束在磁性薄膜，考虑到非热（逆法拉第效应）和热（加热）驱动。自旋波和声子之间的动态转换是由磁弹性耦合引起的，磁弹性耦合允许角动量的有效传播。磁弹性耦合的各向异性使得磁化传播的特征角度依赖性对于热致动和非热致动是显著不同的。
2015-11-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nonlinearity in the Lorentz Oscillator Model
在洛伦兹振子模型中保留了磁力，并在偶极子近似下导出了微扰解。电偶极子，磁偶极子和电四极矩的微扰系列，除了他们的宏观，空间平均的同行也得到。这些表达式描述了许多光学现象：正常、线性塞曼、法拉第和磁光克尔效应，线性斯塔克、普克尔斯和克尔效应（当回复力为非谐时）、光子在物质中的动量和角动量（对Abraham-Minkowski争论有贡献）、光子拖曳和逆法拉第效应以及中心对称介质中的和频和二次谐波产生。通过与实验和更基本的理论（例如量子力学）进行比较来评估定性和定量的准确性。斯塔克效应和普克尔/克尔效应之间的关系也出现了新的见解。
2020-01-17 physics.atom-ph physics.optics
Light-induced Magnetization by Quantum Geometry
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
本研究通过量子几何机制揭示了光诱导磁化的产生，提出了一种基于量子度量四极矩和加权量子度量的理论框架，并探讨了其在非线性磁光响应中的应用与实验检测方法。
2026-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Surface plasmon-mediated nanoscale localization of laser-driven sub-THz spin dynamics in magnetic dielectrics
利用飞秒激光脉冲实现自旋的超快全光控制是光子学和磁学交叉点的研究热点之一，直接影响着未来的磁纪录。揭示光辅助记录机制，以增加位密度超过衍射极限，而不过度加热的记录介质是一个开放的挑战。在这里，我们表明，在混合金属-电介质结构中的表面等离子体激元极化激元可以提供反法拉第效应的空间限制，介导的激发本地相干自旋旋进0.41太赫兹频率。我们证明了两个数量级的增强的激发效率在表面等离子体共振内的100 nm层的介电石榴石。我们的发现拓宽了超快自旋等离子体的视野，并打开了通往纳米尺度非热光磁纪录的途径。
2017-12-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrafast Magnetization Induced from Raman-Active Axial Chiral Phonons
Rice University（莱斯大学）；The University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；Texas Tech University（德克萨斯理工大学）；The University of Texas at Arlington（德克萨斯大学阿灵顿分校）
本研究报道CeF3中拉曼活性轴向手性声子具有大磁矩和长寿命，通过光学离心机共振激发，产生与声子逆法拉第效应一致的超快磁化，为超快自旋电子学提供新途径。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
