反铁磁结构材料的超快自旋动力学研究

利用可变温、时间分辨的磁光克尔效应（MOKE）的光学泵浦-探测和太赫兹探测技术，研究反铁磁（含亚铁磁和交错磁）及其异质结构的自旋超快动力学现象、弛豫过程和太赫兹发射。.在Tbx(FeCo)1-x/Pt异质结构的太赫兹发射研究中，发现THz发射电场并不由两磁子晶格的净磁化强度决定，而是由净自旋极化来决定。对于样品Tb0.24(FeCo)0.76，磁矩和自旋极化温度补偿点之差有90 K之多，这使得我们可以更有效地优化和调控自旋相关THz发射；利用太赫兹发射谱对交错磁异质结RuO2/Py中的自旋-电荷转换以及THz发射进行研究，发现RuO2中各向异性能带劈裂将会产生非相对论的自旋-电荷转换，RuO2(100)/Py中的THz发射信号由逆自旋劈裂效应IASSE与逆自旋霍尔效应ISHE共同贡献，而RuO2(110)中不存在IASSE，THz发射完全由ISHE贡献。实验结果首次证明了IASSE对自旋-电荷转换与THz发射的影响，丰富了THz发射机制；在TbFeCo/Bi2Te3双层结构中，验证了TI/亚铁磁结构可以作为有效的偏振可调太赫兹源，通过泵浦极化、磁场和温度三种方式实现了对其极化和手性的可行控制，可以产生任意偏振度的椭圆THz波，此结果可能为椭圆太赫兹波发射器和偏振敏感太赫兹光谱学的发展提供另一个思路。.这些研究不仅有助于涉及一些特殊磁结构等基础科学问题，而且可以通过实验结果为新型超快信息磁存储、自旋相关太赫兹发射或自旋电子器件的结构设计提供一定支持。研究取得许多创新性成果，在Adv. Opt. Mater.、ACS Appl. Mater. & Interfaces、Appl. Phys. Lett、Phys. Rev. Appl.、Phys. Rev. B等学术刊物上发表20多篇论文，培养多名博士和硕士研究生。