XXIX Международный симпозиум "Нанофизика и наноэлектроника", Н. Новгород, 10--14 марта 2025 г.
Магнетизм, спинтроника

Сверхбыстрые фотоиндуцированные явления в магнитном полупроводнике EuO

П. А. Усачёв, Л. А. Шелухин, В. В. Павлов

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия

Аннотация: Представлены результаты исследования сверхбыстрых фотоиндуцированных явлений в собственном магнитном полупроводнике EuO с помощью метода двухцветной оптической накачки и зондирования. Экспериментальные данные демонстрируют возникновение фотоиндуцированной прецессии намагниченности в области температур ниже температуры Кюри, возбуждаемой циркулярно поляризованным светом. Выполнены численные оценки для двух возможных механизмов оптического возбуждения прецессии намагниченности, связанных с эффектом оптической ориентации и обратным эффектом Фарадея. На основе теоретического моделирования показано, что оптическая ориентация спина посредством электронного перехода $4f^75d^0\to 4f^65d^1$ является запускающим механизмом прецессии намагниченности. Фотовозбуждение EuO светом с энергией фотонов больше энергии запрещенной зоны приводит к образованию магнитных поляронов за счет сильного обменного взаимодействия спина $5d^1$ электрона со спинами $4f$-электронов. Выявлена динамика магнитных поляронов в диапазоне времен от нескольких пикосекунд до микросекунд. При температурах, немного превышающих температуру Кюри, установлено рекордно высокое значение магнитного момента полярона.

Ключевые слова: фотоиндуцированные магнитооптические явления, эффект оптической ориентации, обратный эффект Фарадея, динамика намагниченности, магнитные поляроны, ферромагнитный полупроводник.

Поступила в редакцию: 06.03.2025
Исправленный вариант: 06.03.2025
Принята в печать: 05.05.2025

DOI: 10.61011/FTT.2025.07.61192.26HH-25

Реферативные базы данных:

•