Эволюция полной намагниченности Ni–Fe гетероструктуры после воздействия фемтосекундного лазерного импульса

• Veröffentlicht in: Физика низких температур
• Datum: 2016
• Hauptverfasser: Ястремский, И.А., Киреев, В.Е.
• Format: Artikel
• Sprache: Russisch
• Veröffentlicht: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2016
• Schlagworte: Низкотемпеpатуpный магнетизм
• Online Zugang: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128505
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Zitieren: Эволюция полной намагниченности Ni–Fe гетероструктуры после воздействия фемтосекундного лазерного импульса / И.А. Ястремский, В.Е. Киреев // Физика низких температур. — 2016. — Т. 42, № 4. — С. 376–383. — Бібліогр.: 40 назв. — рос.

Исследуется эволюция полной намагниченности Ni–Fe гетероструктуры при релаксации неравновесных
 неоднородных распределений намагниченности к равновесному состоянию. Такие распределения возникают
 после воздействия фемтосекундного лазерного импульса в рамках супердиффузионного механизма сверх-
 быстрого размагничивания. Учитывается как релятивистский (локальный), так и обменный (нелокальный)
 механизм релаксации. Этот вопрос тем более интересен, что обменная релаксация сохраняет полную намагниченность образца. Для достаточно плавных распределений (характерные размеры порядка нескольких десятков нанометров) эволюция полной намагниченности определяется различными скоростями релятивистской релаксации в Ni и Fe. Однако для существенно неоднородных распределений намагниченности
 (с масштабом в несколько нанометров, что реализуется в эксперименте) нелокальная релаксация проявляется
 в том, что спиновый ток успевает перенести намагниченность из слоя Fe в Ni. При этом разная скорость релятивистских релаксаций в Ni и Fe проявляется в меньшей мере. Показано, что для экспериментально реализуемых параметров магнитного распределения в магнитных гетероструктурах вариация полной намагниченности уменьшается более чем в два раза за счет спинового тока. Исследуется эволюция полной намагниченности Ni–Fe гетероструктуры при релаксации неравновесных
 неоднородных распределений намагниченности к равновесному состоянию. Такие распределения возникают
 после воздействия фемтосекундного лазерного импульса в рамках супердиффузионного механизма сверх-
 быстрого размагничивания. Учитывается как релятивистский (локальный), так и обменный (нелокальный)
 механизм релаксации. Этот вопрос тем более интересен, что обменная релаксация сохраняет полную намагниченность образца. Для достаточно плавных распределений (характерные размеры порядка нескольких десятков нанометров) эволюция полной намагниченности определяется различными скоростями релятивистской релаксации в Ni и Fe. Однако для существенно неоднородных распределений намагниченности
 (с масштабом в несколько нанометров, что реализуется в эксперименте) нелокальная релаксация проявляется
 в том, что спиновый ток успевает перенести намагниченность из слоя Fe в Ni. При этом разная скорость релятивистских релаксаций в Ni и Fe проявляется в меньшей мере. Показано, что для экспериментально реализуемых параметров магнитного распределения в магнитных гетероструктурах вариация полной намагниченности уменьшается более чем в два раза за счет спинового тока. The evolution of the total magnetization of the Ni–Fe
 heterostructure caused by the relaxation of nonequilibrium,
 nonuniform magnetic distributions to the
 equilibrium state is analyzed. Such distributions appear
 after an action of the femtosecond laser pulse in the
 framework of the superdiffusive mechanism of the ultrafast
 demagnetization. Both the relativistic (local) and exchange
 (nonlocal) mechanism of relaxations are accounted
 for. This question is, a fortiori, interesting as the
 nonlocal relaxation keeps the total magnetization of a
 sample. For a sufficiently smooth distributions (characteristic
 sizes of the order of tens nanometers) the evolution
 of the total magnetization is determined by a difference
 in relativistic relaxations in Ni and Fe. However for
 a sufficiently sharp magnetic distributions (characteristic
 sizes of the order of a few nanometers, what is realized
 in experiments) the nonlocal relaxation manifests itself
 through the spin current, which carries part of the magnetization
 from the Fe to Ni layers. Thus different rates
 of the relativistic relaxations in Ni and Fe influence the
 total magnetization to a lesser degree. It is demonstrated
 that for experimentally realized parameters of the magnetic
 distributions in magnetic heterostructures a variation
 of the total magnetization is reduces by more than
 two times due to the spin current.