高通量制备的SmxPr1–xFeO3晶体中反铁磁自旋模式和晶体场跃迁的太赫兹光谱

太赫兹辐射已经成为研究稀土铁氧化物(RFeO₃)的远红外响应和电子自旋特性的有效手段.本文研究了高通量制备的稀土共掺杂Sm_xPr_1-xFeO₃单晶在零磁场下的反铁磁自旋模式(qAFM)和稀土离子的晶体场跃迁.利用透射型太赫兹时域光谱,实验测得Sm_0.2Pr_0.8FeO₃和Sm_0.4Pr_0.6FeO₃单晶的qAFM共振频率位于PrFeO₃单晶和SmFeO₃单晶的qAFM共振频率(分别为0.57和0.42 THz)的连线上.Sm_xPr_1-xFeO₃的qAFM模式频率随Sm³⁺离子掺杂浓度的增大而增大.实验结果表明,Sm_0.4Pr_0.6FeO₃在160 K左右发生温度诱导的自旋重取...     

Y3Fe5O12(YIG)/Pt异质结构中基于超快自旋塞贝克效应产生太赫兹相干辐射研究

铁磁/非磁异质结构中的超快自旋流-电荷流转换实现相干太赫兹辐射得到了广泛研究.热自旋电子学结合了热输运与磁输运,可以有效地产生和探测自旋的非平衡输运.本文利用飞秒激光脉冲激发铁磁绝缘体钇铁石榴石(Y₃Fe₅O₁₂, YIG)/Pt异质结构,通过超快自旋塞贝克效应(SSE)产生太赫兹(THz)相干辐射.实验中, THz脉冲的相位随外加磁场和激光入射样品顺序的反转而反转,表明THz辐射与界面温度梯度的方向密切相关.为了考察界面对THz辐射性能的影响,系统地研究了YIG/Pt异质结构不同退火处理后的THz辐射情况.实验发现,生长在Gd₃Ga₅O₁₂(GGG)衬底上的YIG/Pt经退火处理后再原生一层Pt膜,其THz辐射强度提高了一个数量级.归因于退火后增强了YIG/Pt界面的自旋混合电导率.此外,还研究了生长在高阻Si衬底上退火后优化结构的能量密度与THz辐射强度的关系,拟合得到饱和能量密度约为1.4 mJ/cm².实验结果表明, YIG/...     

基于超快电子自旋动力学的太赫兹辐射研究进展

回顾了近年来利用超快自旋动力学过程产生太赫兹(THz)辐射的研究进展。介绍了基于逆自旋霍尔效应和逆Rashba-Edelstein效应的瞬态自旋流-电荷流转换,指出铁磁/非磁性异质结构已被用于设计低成本、高效率的THz辐射源。通过优化膜厚、生长条件、衬底和结构,可进一步提高基于自旋电子学的THz发射器的效率和带宽。简述了THz发射光谱在研究超快自旋泽贝克效应形成动力学中的应用。