Low Temperature Physics: 36, 707 (2010); https://doi.org/10.1063/1.3490835 (9 pages)
Физика Низких Температур: Том 36, Выпуск 8-9 (Август 2010), c. 891-901    ( к оглавлению , назад )

Проблемы спиновой и орбитальной динамики, связанные с фемтосекундным оптическим перемагничиванием

М.И. Куркин, Н.Б. Орлова

Институт физики металлов Уральского отделения РАН ул. С. Ковалевской, 18, г. Екатеринбург, 620129, Россия
E-mail: kurkin@imp.uran.ru

Статья поступила в редакцию 14 декабря 2009 г.

Аннотация

Анализируются особенности орбитальной и спиновой динамики ферромагнетиков, обусловленные воздействием фемтосекундных лазерных импульсов. Использована модель, в которой предполагается, что за время фемтосекундной оптической накачки успевают измениться только орбитальные моменты электронов. Переориентация спинов происходит после выключения накачки за субнаносекундные времена, характерные для спиновой динамики. Причиной спиновой переориентации является спин-орбитальное поле орбитальных моментов, созданных оптической накачкой. Для того чтобы реализовывалось необходимое для спиновой переориентации когерентное состояние неравновесных орбитальных моментов, требуется подавление квантовых флуктуаций орбитальных моментов. Эти флуктуации обусловлены туннельными переходами между вырожденными (по знаку магнитного квантового числа) состояниями орбитальных моментов в кристаллическом поле. Анализируется возможность такого подавления за счет межатомного взаимодействия орбитальных моментов, аналогичного внутриатомному межорбитальному взаимодействию, ответственному за второе правило Хунда.

PACS: 75.40.Gb Динамические свойства;
PACS: 75.60.Jk Механизм перемагничивания;
PACS: 42.65.Re Оптическая бистабильность, мультистабильность, включая локальные полевые эффекты.

Ключевые слова: фемтомагнетизм, спиновая динамика, орбитальный магнетизм, магнитооптика, квантовые фазовые переходы.