稀土正铁氧体中THz自旋波的相干调控与强耦合研究进展

摘要

cqvip:基于反铁磁材料的自旋逻辑器件被认为具有更低的能量损耗、更快的速度和更高的稳定性,这使得反铁磁材料的超快自旋动力学成为当前自旋电子学研究的热点.由于反铁磁体具有强的交换耦合和高的共振频率,将在GHz甚至THz波段得到广泛应用.本文综述了利用太赫兹(THz)脉冲的磁场分量与反铁磁自旋序之间的相互作用进行探测与操控.利用THz脉冲时域光谱,系统研究了反铁磁性稀土正铁氧体(RFeO3)中自旋共振的非热激发及其弛豫动力学.总结了RFeO3的准铁磁和准反铁磁自旋模式的共振频率,以及由R3^+-Fe3^+离子间的相互作用所确定的自旋重取向温区.不仅可以利用具有时间延迟的THz双脉冲实现DyFeO3中自旋极化的相干控制,利用材料的各向异性以单个THz脉冲也可以实现YFeO3中的自旋波相干调控.在ErxY1-xFeO3单晶样品中,找到了自旋与真空磁子的关联交换耦合的实验证据,证明了存在以物质-物质相互作用形式的迪克协作耦合.最后,讨论了THz波在TmFeO3晶体传播过程中诱导的磁极化子.