Ultrafast magnetization modulation induced by the electric field component of a terahertz pulse in a ferromagnetic-semiconductor thin film.
Ultrafast magnetization modulation induced by the electric field component of a terahertz pulse in a ferromagnetic-semiconductor thin film.
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DOI：
10.1038/s41598-018-25266-2
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发表时间：
2018-05-02
影响因子：
4.6
通讯作者：
Ohya S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ishii T;Yamakawa H;Kanaki T;Miyamoto T;Kida N;Okamoto H;Tanaka M;Ohya S
使用光脉冲对铁磁薄膜进行高速磁化控制引起了人们的广泛关注，并且对于自旋电子器件的发展越来越重要。近单环太赫兹脉冲辐照可以在小于~1ps的极短时间内在铁磁薄膜中感应出强电磁场，有望用于磁化的无阻尼高速相干控制。在这里，我们成功地观察到铁磁半导体薄膜中的太赫兹响应。此外，我们发现即使在非磁性半导体中也观察到类似的太赫兹响应，并揭示太赫兹脉冲的电场分量通过铁磁半导体薄膜中的自旋载流子相互作用在磁化响应中发挥着至关重要的作用。我们的研究结果将为设计适合超快磁化反转的材料提供新的指导方针。
High-speed magnetization control of ferromagnetic films using light pulses is attracting considerable attention and is increasingly important for the development of spintronic devices. Irradiation with a nearly monocyclic terahertz pulse, which can induce strong electromagnetic fields in ferromagnetic films within an extremely short time of less than ~1 ps, is promising for damping-free high-speed coherent control of the magnetization. Here, we successfully observe a terahertz response in a ferromagnetic-semiconductor thin film. In addition, we find that a similar terahertz response is observed even in a non-magnetic semiconductor and reveal that the electric-field component of the terahertz pulse plays a crucial role in the magnetization response through the spin-carrier interactions in a ferromagnetic-semiconductor thin film. Our findings will provide new guidelines for designing materials suitable for ultrafast magnetization reversal.
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