铁磁异质结构中的超快自旋流调制实现相干太赫兹辐射

摘要：

利用飞秒激光脉冲在生长于二氧化硅衬底上的W/CoFeB/Pt和Ta/CoFeB/Pt两类铁磁/非磁性金属异质结构中实现高效、宽带的相干THz脉冲辐射.实验中,THz脉冲的相位随外加磁场的反转而反转,表明THz辐射与样品的磁有序密切相关.为了考察三层膜结构THz辐射的物理机制,分别研究了构成三层膜结构的双层异质结构(包括CoFeB/W,CoFeB/Pt和CoFeB/Ta)的THz辐射.实验结果都与逆自旋霍尔效应相符合,W/CoFeB/Pt和Ta/CoFeB/Pt三层膜结构所辐射的THz强度优于同等激发功率下的ZnTe(厚度0.5 mm)晶体.此外,还研究了两款异质结构和ZnTe的THz辐射强度与激发光脉冲能量密度的关系,发现Ta/CoFeB/Pt的饱和能量密度略大于W/CoFeB/Pt的饱和能量密度,表明自旋电子在Ta/CoFeB/Pt中的界面积累效应相对较小.

关键词：太赫兹波、超快光谱、自旋流、逆自旋霍尔效应

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资助基金：国家自然科学基金11604202, 11674213, 61735010, 51671057, 11774220;上海高校青年东方学者QD2015020;上海市教育委员会和上海市教育发展基金会"晨光计划"16CG45;上海市青年科技启明星计划18QA1401700资助的课题

在线出版日期：2018-10-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：258-266