Journal des nanomatériaux et de la nanotechnologie moléculaire

Théorie électronique de la dynamique de spin ultrarapide dans NiO

Chun Li, Georgios Lefkidis et Wolfgang Habner

Théorie électronique de la dynamique de spin ultrarapide dans NiO

NiO est un bon candidat pour la commutation magnétique ultrarapide en raison de sa grande densité de spin, de son ordre antiferromagnétique et de ses états intragap clairement séparés. Afin de détecter et de surveiller la dynamique de commutation, nous développons une approche systématique pour étudier la génération de seconde harmonique optique (SHG) dans NiO, à la fois à la surface (001) et dans le volume. Dans nos calculs, NiO est modélisé comme un cluster doublement intégré. Tous les états d intragap du volume et de la surface (001) sont obtenus avec une chimie quantique hautement corrélationnelle et propagés dans le temps sous l'influence d'un champ magnétique statique et d'une impulsion laser. Nous constatons que la démagnétisation et la commutation peuvent être mieux réalisées dans un régime subpicoseconde avec une lumière polarisée linéairement plutôt que circulairement. Nous montrons également l'importance d'inclure un champ magnétique externe afin de distinguer les états de spin-up et de spin-down et la nécessité d'inclure des transitions magnétiques-dipolaires afin de réaliser le processus dans le volume centrosymétrique. Ayant déjà montré les effets des phonons dans le SHG pour le NiO en vrac dans l'approximation des phonons gelés, et suivant la même piste de réflexion, nous discutons du rôle des phonons dans une image entièrement quantifiée en tant que mécanisme d'abaissement de symétrie dans le scénario de commutation et étudions les effets de la température électronique et du réseau.