【48812】【科技自立自强】资料学院周健教授课题组在光学控制资料自旋轨迹磁矩理论方面获得新进展

  磁性资料在磁存储、信号处理、超快检测和传感器使用等范畴中发挥着重要的效果。在这些使用中，高速、活络地操作资料的磁矩方向具有至关重要的含义。在多种物理场（如磁场、力场、电场、温度场等）与磁性的相互效果中，光学调控具有呼应速度快、可调理、非触摸等优势。尽管试验上现已成功证明光场能够轻松又有用地调控磁矩行为，怎么从微观机制上了解光子和资料磁矩之间的相互效果，以及不同磁性来历之间的对应联系，依然是固体磁性半导体资猜中没有处理的问题。

  针对这一问题，西安交通大学金属资料强度国家重点试验室资料立异规划中心（CAID）周健教授课题组经过非线性光学理论，推导了光子吸收下非平衡自旋态的能带理论，阐明晰动量空间中布洛赫电子态几许结构张量的效果，并指出了这一进程中的电子拓扑态的含义。别的，他们还提醒了轨迹磁矩和自旋磁矩具有平等重要的效果，这与平衡态电子行为彻底不同。进一步地，他们以铁磁单层NiCl2资料为例，展示了光场对自旋和轨迹磁矩的扭矩效果及磁动力学行为。经过磁空间群剖析和榜首性原理核算，标明不管线偏振光仍是圆偏振光照耀均能够在系统中产生面外有用磁场B和有用扭矩T，但其布洛赫态几许结构来历不同。磁动力学模仿标明，在中等强度光照下就能够有用调控磁矩方向，而且这一进程能够在亚纳秒-皮秒量级内完结，展示出超快量子控制的潜力。以上理论也能使用在多种具有相似磁对称性的资料系统中，具有必定的普适性。

  以上研究结果以“Nonlinear Optics-Driven Spin Reorientation in Ferromagnetic Materials”（铁磁资猜中非线性光学诱导自旋改变）为题发表于闻名期刊《ACS纳米》上，周健教授为论文的通讯作者，榜首作者为课题组博士研究生薛倩倩，本研究工作受国家自然科学基金赞助。