搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

C掺杂FePt铁磁薄膜光诱导超快退磁动力学研究

潘群峰 张泽宇 王会真 林贤 金钻明 程振祥 马国宏

C掺杂FePt铁磁薄膜光诱导超快退磁动力学研究

潘群峰, 张泽宇, 王会真, 林贤, 金钻明, 程振祥, 马国宏
PDF
导出引用
导出核心图
  • FePt合金薄膜由于具有较强的磁各向异性而在磁信息和磁光信息存储中具有重要的应用. C 掺杂可精确调控薄膜的磁各向异性, 从而可有效地改变薄膜的矫顽场. 通过超短激光脉冲与铁磁薄膜相互作用, 可以获得非平衡状态下电子、自旋和晶格等自由度之间的动态耦合参数, 这是研究超快磁记录材料的物理基础. 本文基于瞬态磁光Kerr效应, 研究了两种C掺杂浓度下FePt薄膜的超快磁光响应. 实验结果表明: 瞬态Kerr信号与外加磁场正相关, 磁场反向, Kerr信号反号, 而瞬态反射率与外加磁场无关; 不同C掺杂的FePt薄膜的矫顽场不同, 软磁的退磁时间显著小于硬磁薄膜的退磁时间. 我们还观测到超快激光在铁磁薄膜中诱导频率约为49 GHz的相干声学声子, 该声子的频率与外加磁场无关. 实验结果为设计和研制新型磁光薄膜提供了实验依据.
      通信作者: 马国宏, ghma@staff.shu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11174195)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20123108110003)和上海市教委重点课题(批准号: 14ZZ101)资助的课题.
    [1]

    Becher J, Mosendz O, Weller D, Kirilyuk A, Maan J C, Chrstanen P C M, Rasing Th, Kimel A 2014 Appl. Phys. Lett. 104 152412

    [2]

    Li Z H, Li X 2014 Acta Phys. Sin. 63 167504 (in Chinese) [李正华, 李翔 2014 物理学报 63 167504]

    [3]

    Wu J B, Zhou M J, Wang X M, Wang Y Y, Xiong Z W, Cheng X L, Casanove M J, Gatel C, Wu W D 2014 Acta Phys. Sin. 63 166801 (in Chinese) [吴建邦, 周民杰, 王雪敏, 王瑜英, 熊政伟, 程新路, Marie-Jos Casannove, Christophe Gatel, 吴卫东 2014 物理学报 63 166801]

    [4]

    Jin Z M, Guo F Y, Ma H, Wang L H, Ma G H, Chen J Z 2011 Acta Phys. Sin. 60 087803 (in Chinese) [金钻明, 郭飞云, 马红, 王丽华, 马国宏, 陈建中 2011 物理学报 60 087803]

    [5]

    Kimel A V, Kirilyuk A, Usachev P A, Pisarev R V, Balbashov A M, Rasing T 2005 Nature 435 655

    [6]

    Beaurepaire E, Merle J C, Daunois A, Bigot J Y 1996 Phys. Rev. Lett. 76 4250

    [7]

    Carva K, Battiato M, Oppeneer P M 2011 Phys. Rev. Lett. 107 207201

    [8]

    Kampfrath T, Ulbrich R G, Leuenberger F, Munzenberg M, Sass B, Felsch W 2002 Phys. Rev. B 65 104429

    [9]

    He P, Ma L, Shi Z, Guo G Y, Zheng J G, Xin Y, Zhou S M 2012 Phys. Rev. Lett. 109 066402

    [10]

    Zhang Z Z, Cui B Y, Wang G Z, Ma B, Jin Q Y, Liu Y W 2010 Appl. Phys. Lett. 97 172508

    [11]

    Ma X, He P, Ma L, Guo G Y, Zhao H B, Zhou S M, Lpke G 2014 Appl. Phys. Lett. 104 192402

    [12]

    He P, Ma X, Zhang J W, Zhao H B, Lpke G, Shi Z, Zhou S M 2013 Phys. Rev. Lett. 110 077203

    [13]

    Mendil J, Nieves P, Chubykalo-Fesenko O, Walowski J, Santos T, Pisana S, Mnzenberg M 2014 Sci. Rep. 4 3980

    [14]

    Moisan N, Malinowski G, Mauchain J, Hehn M, Vodungbo B, Lning J, Mangin S, Fullerton E E, Thiaville A 2014 Sci. Rep. 4 4658

    [15]

    Li X L, Xu X H, Wu H S 2005 Rare Metal Mater. Engi. 34 1509 (in Chinese) [李小丽, 许小红, 武海顺 2005 稀有金属材料与工程 34 1509]

    [16]

    Pan Q F, Zhang Z Y, Jin Z M, Lin X, Ma G H, Shen H, Hong F, Cheng Z X 2015 Europhys. Lett. 109 47002

    [17]

    Xu Y, Jin Z M, Zhang Z B, Zhang Z Y, Lin X, Ma G H, Cheng Z X 2014 Chin. Phys. B 23 044206

  • [1]

    Becher J, Mosendz O, Weller D, Kirilyuk A, Maan J C, Chrstanen P C M, Rasing Th, Kimel A 2014 Appl. Phys. Lett. 104 152412

    [2]

    Li Z H, Li X 2014 Acta Phys. Sin. 63 167504 (in Chinese) [李正华, 李翔 2014 物理学报 63 167504]

    [3]

    Wu J B, Zhou M J, Wang X M, Wang Y Y, Xiong Z W, Cheng X L, Casanove M J, Gatel C, Wu W D 2014 Acta Phys. Sin. 63 166801 (in Chinese) [吴建邦, 周民杰, 王雪敏, 王瑜英, 熊政伟, 程新路, Marie-Jos Casannove, Christophe Gatel, 吴卫东 2014 物理学报 63 166801]

    [4]

    Jin Z M, Guo F Y, Ma H, Wang L H, Ma G H, Chen J Z 2011 Acta Phys. Sin. 60 087803 (in Chinese) [金钻明, 郭飞云, 马红, 王丽华, 马国宏, 陈建中 2011 物理学报 60 087803]

    [5]

    Kimel A V, Kirilyuk A, Usachev P A, Pisarev R V, Balbashov A M, Rasing T 2005 Nature 435 655

    [6]

    Beaurepaire E, Merle J C, Daunois A, Bigot J Y 1996 Phys. Rev. Lett. 76 4250

    [7]

    Carva K, Battiato M, Oppeneer P M 2011 Phys. Rev. Lett. 107 207201

    [8]

    Kampfrath T, Ulbrich R G, Leuenberger F, Munzenberg M, Sass B, Felsch W 2002 Phys. Rev. B 65 104429

    [9]

    He P, Ma L, Shi Z, Guo G Y, Zheng J G, Xin Y, Zhou S M 2012 Phys. Rev. Lett. 109 066402

    [10]

    Zhang Z Z, Cui B Y, Wang G Z, Ma B, Jin Q Y, Liu Y W 2010 Appl. Phys. Lett. 97 172508

    [11]

    Ma X, He P, Ma L, Guo G Y, Zhao H B, Zhou S M, Lpke G 2014 Appl. Phys. Lett. 104 192402

    [12]

    He P, Ma X, Zhang J W, Zhao H B, Lpke G, Shi Z, Zhou S M 2013 Phys. Rev. Lett. 110 077203

    [13]

    Mendil J, Nieves P, Chubykalo-Fesenko O, Walowski J, Santos T, Pisana S, Mnzenberg M 2014 Sci. Rep. 4 3980

    [14]

    Moisan N, Malinowski G, Mauchain J, Hehn M, Vodungbo B, Lning J, Mangin S, Fullerton E E, Thiaville A 2014 Sci. Rep. 4 4658

    [15]

    Li X L, Xu X H, Wu H S 2005 Rare Metal Mater. Engi. 34 1509 (in Chinese) [李小丽, 许小红, 武海顺 2005 稀有金属材料与工程 34 1509]

    [16]

    Pan Q F, Zhang Z Y, Jin Z M, Lin X, Ma G H, Shen H, Hong F, Cheng Z X 2015 Europhys. Lett. 109 47002

    [17]

    Xu Y, Jin Z M, Zhang Z B, Zhang Z Y, Lin X, Ma G H, Cheng Z X 2014 Chin. Phys. B 23 044206

  • [1] 徐荣青, 周青春, 王嘉赋. 自旋-轨道耦合对磁性绝缘体磁光Kerr效应的影响. 物理学报, 2002, 51(7): 1639-1644. doi: 10.7498/aps.51.1639
    [2] 苏玉伦, 尉正行, 程亮, 宋海智, 齐静波. 基于超快自旋-电荷转换的太赫兹辐射源. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200715
    [3] 钱士雄, 刘启明, 何漩, 干福熹. 硫系非晶半导体薄膜中的超快光 Kerr效应. 物理学报, 2009, 58(2): 1002-1006. doi: 10.7498/aps.58.1002
    [4] 王淑华, 查超麟, 高 静, 马 斌, 张宗芝, 金庆原. c轴垂直取向FePt薄膜的磁和磁光性能研究. 物理学报, 2007, 56(3): 1719-1724. doi: 10.7498/aps.56.1719
    [5] 高瑞鑫, 陈达鑫, 徐初东, 陈志峰, 刘晓东, 赖天树, 徐振, 周仕明. GdFeCo磁光薄膜中RE-TM反铁磁耦合与激光感应超快磁化翻转动力学研究. 物理学报, 2009, 58(1): 580-584. doi: 10.7498/aps.58.580
    [6] 陈达鑫, 陈志峰, 徐初东, 赖天树. 铁磁薄膜中圆偏振光感应的瞬态磁光Kerr峰的物理起源. 物理学报, 2010, 59(10): 7362-7367. doi: 10.7498/aps.59.7362
    [7] 杨文军, 宋延林, 罗传秋, 陈惠英, 尚小明, 王丛方, 王晶晶, 邹英华. 翠绿亚胺碱的超快光克尔和光致吸收效应. 物理学报, 1997, 46(12): 2363-2368. doi: 10.7498/aps.46.2363
    [8] 展晓元, 张 跃, 齐俊杰, 顾有松, 郑小兰. FePt薄膜中磁相互作用. 物理学报, 2007, 56(3): 1725-1729. doi: 10.7498/aps.56.1725
    [9] 李杭, 张新惠. 稀磁半导体(Ga, Mn)As薄膜激光诱导超快磁化动力学过程拟合方法探究. 物理学报, 2015, 64(17): 177503. doi: 10.7498/aps.64.177503
    [10] 梁文锡, 朱鹏飞, 王瑄, 聂守华, 张忠超, 曹建明, 盛政明, 张杰. 用超快电子衍射技术研究Al薄膜的超快动力学行为. 物理学报, 2009, 58(8): 5546-5551. doi: 10.7498/aps.58.5546
    [11] 张顺浓, 朱伟骅, 李炬赓, 金钻明, 戴晔, 张宗芝, 马国宏, 姚建铨. 铁磁异质结构中的超快自旋流调制实现相干太赫兹辐射. 物理学报, 2018, 67(19): 197202. doi: 10.7498/aps.67.20181178
    [12] 蒋 中, 张新亮, 黄德修. 半导体光放大器亚皮秒量级超快动态特性的研究. 物理学报, 2006, 55(9): 4713-4719. doi: 10.7498/aps.55.4713
    [13] 黄德修, 张新亮, 李培丽. 基于PolSK调制的四波混频型超快全光译码器. 物理学报, 2009, 58(3): 1785-1792. doi: 10.7498/aps.58.1785
    [14] 黄喜, 张新亮, 董建绩, 黄德修. 半导体光放大器超快折射率变化动态特性的研究. 物理学报, 2009, 58(5): 3185-3192. doi: 10.7498/aps.58.3185
    [15] 樊正富, 谭智勇, 万文坚, 邢晓, 林贤, 金钻明, 曹俊诚, 马国宏. 低温生长砷化镓的超快光抽运-太赫兹探测光谱. 物理学报, 2017, 66(8): 087801. doi: 10.7498/aps.66.087801
    [16] 林贤, 金钻明, 李炬赓, 郭飞云, 庄乃锋, 陈建中, 戴晔, 阎晓娜, 马国宏. 非线性克尔效应对飞秒激光偏振的超快调制. 物理学报, 2018, 67(23): 237801. doi: 10.7498/aps.67.20181450
    [17] 贾琳, 唐大伟, 张兴. 多晶碲化锌薄膜载能子超快动力学实验研究. 物理学报, 2015, 64(8): 087802. doi: 10.7498/aps.64.087802
    [18] 沈德芳, 杜腾达, 王丽娟, 张伟珠. Bi置换DyIG溅射薄膜的磁光性能与干涉效应的研究. 物理学报, 1991, 40(4): 653-658. doi: 10.7498/aps.40.653
    [19] 周 明, 黄春佳, 颜晓红, 方家元. Kerr介质中双光子T-C模型光场的量子特性. 物理学报, 2004, 53(7): 2133-2138. doi: 10.7498/aps.53.2133
    [20] 李 达, 张新亮, 黄德修. 基于折叠式超快非线性干涉仪的全光码型转换理论和实验研究. 物理学报, 2007, 56(4): 2223-2228. doi: 10.7498/aps.56.2223
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  572
  • PDF下载量:  177
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-02-05
  • 修回日期:  2016-04-08
  • 刊出日期:  2016-06-20

C掺杂FePt铁磁薄膜光诱导超快退磁动力学研究

  • 1. 上海大学理学院, 上海 200444;
  • 2. 澳大利亚卧龙岗大学电子材料研究所, 新南威尔士州 2500, 澳大利亚
  • 通信作者: 马国宏, ghma@staff.shu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11174195)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20123108110003)和上海市教委重点课题(批准号: 14ZZ101)资助的课题.

摘要: FePt合金薄膜由于具有较强的磁各向异性而在磁信息和磁光信息存储中具有重要的应用. C 掺杂可精确调控薄膜的磁各向异性, 从而可有效地改变薄膜的矫顽场. 通过超短激光脉冲与铁磁薄膜相互作用, 可以获得非平衡状态下电子、自旋和晶格等自由度之间的动态耦合参数, 这是研究超快磁记录材料的物理基础. 本文基于瞬态磁光Kerr效应, 研究了两种C掺杂浓度下FePt薄膜的超快磁光响应. 实验结果表明: 瞬态Kerr信号与外加磁场正相关, 磁场反向, Kerr信号反号, 而瞬态反射率与外加磁场无关; 不同C掺杂的FePt薄膜的矫顽场不同, 软磁的退磁时间显著小于硬磁薄膜的退磁时间. 我们还观测到超快激光在铁磁薄膜中诱导频率约为49 GHz的相干声学声子, 该声子的频率与外加磁场无关. 实验结果为设计和研制新型磁光薄膜提供了实验依据.

English Abstract

参考文献 (17)

目录

    /

    返回文章
    返回