Диссертация (Фотоиндуцированная сверхбыстрая спиновая динамика в магнитных средах)
Описание файла
Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Фотоиндуцированная сверхбыстрая спиновая динамика в магнитных средах". PDF-файл из архива "Фотоиндуцированная сверхбыстрая спиновая динамика в магнитных средах", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физико-математические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве РТУ МИРЭА. Не смотря на прямую связь этого архива с РТУ МИРЭА, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "диссертации и авторефераты" в общих файлах, а ещё этот архив представляет собой докторскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени доктора физико-математических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
МИНОБРНАУКИ РОССИИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования«Московский технологический университет»МИРЭАНа правах рукописиКИМЕЛЬ АЛЕКСЕЙ ВОЛЬДЕМАРОВИЧФОТОИНДУЦИРОВАННАЯ СВЕРХБЫСТРАЯ СПИНОВАЯ ДИНАМИКАВ МАГНИТНЫХ СРЕДАХСпециальность:05.27.01 – Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- инаноэлектроника, приборы на квантовых эффектахДиссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наукНаучный консультант д.ф-м.н., профессор, А.К.
ЗвездинМОСКВА - 2017ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ ...............................................................................................................................6Глава 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ НАМАГНИЧЕННОСТИ ВМАГНИТОУПОРЯДОЧЕННЫХМАТЕРИАЛАХ:ОБЗОРЛИТЕРАТУРЫ. ....................................................................................................................151.1. Основные тенденции и проблемы в исследованиях динамикинамагниченности ................................................................................................. 151.2. Теоретические основы взаимодействия фемтосекундного излучения смагнитной средой. ...............................................................................................
181.2.1. Динамика магнитного момента: уравнения Ландау-ЛифшицаГилберта ............................................................................................................. 181.2.2. Конечная температура: уравнение Ландау-Лифшица-Блоха ............. 211.3. Обзор экспериментальных методик для исследования сверхбыстрыхпроцессов............................................................................................................... 231.3.1.Методиканакачки-зондирования(спектроскопиявременногоразрешения) .......................................................................................................
231.3.2. Зондирование в оптическом диапазоне ................................................ 241.3.3. Зондирование в ультрафиолетовом диапазоне и спин-поляризованныеэлектроны ........................................................................................................... 291.3.4. Зондирование в дальнем инфракрасном диапазоне. ........................... 301.3.5.
Зондирование в области рентгеновского излучения ........................... 311.4. Термические эффекты при лазерном возбуждении. ............................. 321.4.1. Сверхбыстрое размагничивание металлических ферромагнетиков .. 321.4.1.1. Экспериментальное наблюдение сверхбыстрого размагничивания............................................................................................................................. 331.4.1.2. Феноменологическая трехтемпературная модель ............................
3721.4.1.3. Взаимодействие между зарядом, решеткой и спином подсистемы 411.4.1.4. Микроскопические модели сверхбыстрого размагничивания ........ 461.4.2. Размагничивание магнитных полупроводников .................................. 491.4.3. Размагничивание магнитных диэлектриков .........................................
521.4.4. Размагничивание магнитных полуметаллов ........................................ 56Глава 2. ФЕМТОСЕКУНДНЫЙ ОБРАТНЫЙ ЭФФЕКТ ФАРАДЕЯ ИКОТТОНА-МУТОНА ........................................................................................................582.1 Оптомагнитные явления в недиссипативном приближении .............. 582.2ФемтосекундныйнамагниченностиобратныйэффектиндуцированнаяФарадеяциркулярноидинамикаполяризованнымиимпульсами в DyFeO3 ......................................................................................... 602.3 Фемтосекундный обратный эффект Фарадея в пленках ферритгранатов.................................................................................................................
692.4 Фемтосекундный обратный эффект Коттона-Мутона в FeBO3 .......... 712.5 Диссипативное воздействие фемтосекундных лазерных импульсовсвета на намагниченность в DyFeO3 ............................................................... 752.6. Выводы по главе 2. ...................................................................................... 84Глава 3.
СВЕРХБЫСТРОЕ ДЕЙСТВИЕ СВЕТА НА ОБМЕННОЕВЗАИМОДЕЙСТВИЕМЕЖДУСПИНАМИИОБРАТНЫЙМАГНИТОРЕФРАКТИВНЫЙ ЭФФЕКТ ...............................................................853.1. Основные принципы действия света на намагниченность ................ 853.3. Действие коротких лазерных импульсов на обменное взаимодействиев оксидах железа .................................................................................................. 8833.4.Светоиндуцированнаядинамикаэнергииd-fобменноговзаимодействия в EuTe ....................................................................................
1053.5. Проявление действия света на обменное взаимодействие вколлиниарных антиферромагнетиках.......................................................... 114Глава 4. ТЕРАГЕРЦОВАЯ МАГНИТООПТИКА .............................................1244.1. Терагерцовая магнитооптика ферромагнитного полупроводника(Hg,Cd)Cr2Se4 ...................................................................................................... 1254.2. Выводы по главе 4. ....................................................................................
133Глава 5. СВЕРХБЫСТРАЯ ДИНАМИКА МАГНИТООПТИЧЕСКИХЯВЛЕНИЙ В СОЕДИНЕНИЯХ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ.....1345.1. Сравнение сверхбыстрой динамики сгенерированного ТГц излученияимагнитооптическогоэффектаКерравслучаесверхбыстрогоразмагничивания GdFeCo и NdFeCo ............................................................ 1365.2. Терагерцовая модуляция фарадеевского вращениялазернымиимпульсами в Tb3Ga5O12 .................................................................................. 1505.4. Выводы по главе 5 .....................................................................................
159Глава6.ФЕМТОСЕКУНДНАЯОПТО-СПИНТРОНИКАГЕТЕРОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ Сo/Pt ..............................................................1616.1 Введение ........................................................................................................ 1616.2.Фемтосекундныефототокииндуцированныециркулярнополяризованным светом в Co/Pt .................................................................... 1616.3.
Выводы по главе 6 ..................................................................................... 1754ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................................176СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .............................................................................................1815ВВЕДЕНИЕВозможность переключения намагниченности в магнитоупорядоченныхсредах между двумя устойчивыми (метастабильными) состояниями являетсяглавным принципом современной технологии хранения данных.
За последние50 лет эта технология претерпела несколько революционных изменений, чтопроизошло в первую очередь благодаря прогрессу в фундаментальной науке.На данный момент современные методы магнитной записи позволяют достичьскоростей порядка 1 нс на бит и плотности порядка 1 терабит на квадратныйдюйм, что еще несколько десятилетий назад казалось невероятным.
Бурноеразвитие беспроводных технологий, которое наблюдается в наши дни, иувеличение спроса на облачные системы хранения данных гарантируют, что ив цифровой экономике 21-го века спрос на быструю запись информацию будеттолько расти.Актуальность предлагаемого исследования продиктована, в первуюочередь,необходимостьюпоискапутейповышениябыстродействиясовременных вычислительных устройств. Современная магнитная записьоснована на переключении намагниченности в магнитном поле. Быстраязапись информации требует генерации коротких импульсов магнитного поля,чтосопровождаетсябольшимипотерямиэнергии.Тепло,котороевырабатывается современными облачными центрами хранения данных, ужесейчас создает серьезную проблему для дальнейшего увеличения скоростизаписи информации. Таким образом, поиск новых способов записиинформации на временах намного быстрее, чем 1 нс и с минимальновозможным выделением тепла, а значит без применения внешних магнитныхполей, является одной из важнейших задач, которые ставит передфундаментальной наукой современное общество.Управление магнитным порядком вещества с помощью света являетсяинтересной альтернативой для записи магнитной информации без применения6внешних магнитных полей.
Современные лазеры позволяют генерироватьимпульсы света длительностью менее 100 фемтосекунд, что намного короче,чем любой другой способ воздействия в современной физике твердого тела.Может ли фемтосекундный лазерный импульс воздействовать на спины точнотакже как это делает внешнее магнитное поле? Хорошо известно, чтонамагничивание среды снимает вырождения между право- и лево-циркулярнополяризованными волнами, которые распространяются в этой среде вдольнамагниченности. Такое снятие вырождения приводит, в частности, к такимявлениям, как магнитооптические эффекты Фарадея и Керра. С точки зрениясимметрии из этого следует, что и циркулярно поляризованный свет долженснимать вырождение между двумя направлениями спина.
