Диссертация (1090272)
Текст из файла
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.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
