Журнал наноматериалов и молекулярных нанотехнологий

Электронная теория сверхбыстрой спиновой динамики в NiO

Чун Ли, Георгиос Лефкидис и Вольфганг Хёбнер

Электронная теория сверхбыстрой спиновой динамики в NiO

NiO является хорошим кандидатом для сверхбыстрого магнитного переключения из-за его большой спиновой плотности, антиферромагнитного порядка и четко разделенных внутрищелевых состояний. Чтобы обнаружить и контролировать динамику переключения, мы разрабатываем систематический подход к изучению генерации второй оптической гармоники (ГВГ) в NiO как на поверхности (001), так и в объеме. В наших расчетах NiO моделируется как дважды внедренный кластер. Все внутрищелевые d-состояния объема и поверхности (001) получены с помощью высококорреляционной квантовой химии и распространяются во времени под воздействием статического магнитного поля и лазерного импульса. Мы обнаружили, что размагничивание и переключение лучше всего достигаются в субпикосекундном режиме с линейно, а не циркулярно поляризованным светом. Мы также показываем важность включения внешнего магнитного поля для различения состояний со спином вверх и спином вниз и необходимость включения магнитно-дипольных переходов для реализации процесса в центросимметричном объеме. Уже продемонстрировав эффекты фононов в ГВГ для объемного NiO в приближении замороженных фононов и следуя тому же ходу мыслей, мы обсуждаем роль фононов в полностью квантованной картине как механизма понижения симметрии в сценарии переключения и исследуем эффекты электронной и решеточной температуры.