Добірка наукової літератури з теми "All-optical helicity-dependent switching"
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Статті в журналах з теми "All-optical helicity-dependent switching":
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Mangin, S., M. Gottwald, C.-H. Lambert, D. Steil, V. Uhlíř, L. Pang, M. Hehn, et al. "Engineered materials for all-optical helicity-dependent magnetic switching." Nature Materials 13, no. 3 (February 16, 2014): 286–92. http://dx.doi.org/10.1038/nmat3864.
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El Hadri, Mohammed Salah, Michel Hehn, Grégory Malinowski, and Stéphane Mangin. "Materials and devices for all-optical helicity-dependent switching." Journal of Physics D: Applied Physics 50, no. 13 (March 2, 2017): 133002. http://dx.doi.org/10.1088/1361-6463/aa5adf.
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Cheng, Feng, Zhidong Du, Xinjun Wang, Ziqiang Cai, Lin Li, Chuangtang Wang, Abdelkrim Benabbas, et al. "All‐Optical Helicity‐Dependent Switching in Hybrid Metal–Ferromagnet Thin Films." Advanced Optical Materials 8, no. 13 (May 4, 2020): 2000379. http://dx.doi.org/10.1002/adom.202000379.
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Zhang, Longlong, and Yuying Hao. "Helicity-dependent all-optical switching based on the self-trapped triplet excitons." Applied Physics Letters 118, no. 9 (March 1, 2021): 093301. http://dx.doi.org/10.1063/5.0035217.
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El Hadri, M. S., P. Pirro, C. H. Lambert, N. Bergeard, S. Petit-Watelot, M. Hehn, G. Malinowski, et al. "Electrical characterization of all-optical helicity-dependent switching in ferromagnetic Hall crosses." Applied Physics Letters 108, no. 9 (February 29, 2016): 092405. http://dx.doi.org/10.1063/1.4943107.
6
Schubert, C., A. Hassdenteufel, P. Matthes, J. Schmidt, M. Helm, R. Bratschitsch, and M. Albrecht. "All-optical helicity dependent magnetic switching in an artificial zero moment magnet." Applied Physics Letters 104, no. 8 (February 24, 2014): 082406. http://dx.doi.org/10.1063/1.4866803.
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Jiang, Caijian, Donglin Liu, Xinyu Song, Yifeng Wu, Hai Li, and Chudong Xu. "Single-shot all-optical switching of magnetization in TbFe." Journal of Physics D: Applied Physics 57, no. 19 (February 15, 2024): 195001. http://dx.doi.org/10.1088/1361-6463/ad26ef.
Анотація:
Abstract Thermally induced magnetization switching (TIMS) relying solely on a single laser without any applied magnetic field is a key research direction of current spintronics. Most studies on TbFe so far have focused on helicity-dependent all-optical switching (HD-AOS). In this work, we observe the TIMS on TbFe alloys excited by atomic spin dynamics simulations combined with a two-temperature model. The results show that the magnetization switching of TbFe can be found under certain damping conditions. In addition, we further investigated the reasons why energy density leads to the opposite switching time behavior of Tb and Fe, and our research results also found that changes in damping can affect the concentration and energy density range of the switching, as well as the maximum pulse duration. The dynamic behavior indicates that TbFe switching in 2 ps or less. Our findings widen the basis for fast optical switching of magnetization and break new ground for engineered materials that can be used for nonvolatile ultrafast switching using ultrashort pulses of light.
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Wang, Sicong, Chen Wei, Yuanhua Feng, Yaoyu Cao, Haiwei Wang, Weiming Cheng, Changsheng Xie, et al. "All-optical helicity-dependent magnetic switching by first-order azimuthally polarized vortex beams." Applied Physics Letters 113, no. 17 (October 22, 2018): 171108. http://dx.doi.org/10.1063/1.5051576.
9
Liao, Jung‐Wei, Pierre Vallobra, Liam O'Brien, Unai Atxitia, Victor Raposo, Dorothée Petit, Tarun Vemulkar, et al. "Controlling All‐Optical Helicity‐Dependent Switching in Engineered Rare‐Earth Free Synthetic Ferrimagnets." Advanced Science 6, no. 24 (October 14, 2019): 1901876. http://dx.doi.org/10.1002/advs.201901876.
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Hassdenteufel, Alexander, Birgit Hebler, Christian Schubert, Andreas Liebig, Martin Teich, Manfred Helm, Martin Aeschlimann, Manfred Albrecht, and Rudolf Bratschitsch. "Thermally Assisted All-Optical Helicity Dependent Magnetic Switching in Amorphous Fe100-xTbxAlloy Films." Advanced Materials 25, no. 22 (April 25, 2013): 3122–28. http://dx.doi.org/10.1002/adma.201300176.
Дисертації з теми "All-optical helicity-dependent switching":
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Lambert, Charles-Henri. "All-Optical Helicity dependent switching effect in magnetic thin films." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0091/document.
Анотація:
Depuis une quinzaine d’années, de nombreuses solutions différentes ont été proposés afin de modifier l’aimantations de matériaux sans aucun champ magnétique extérieur appliqué. La manipulation d’aimantation à moindre coût énergétique, de préférence à des échelles de temps ultracourtes, est devenu un enjeu fondamental avec des implications pour les technologies d’enregistrement magnétique et de nouvelles sortes de stockage. Sur ce chemin, le type d’interaction découverte par Stanciu et al. ouvre la voie à l’utilisation de la lumière comme moyen d’exciter et de sonder directement les matériaux magnétiques. La description des théories et modèles existants dans ce domaine permet de nous rendre attentif sur les différents paramètres impliqués par l’interaction des lasers ultrarapides et matériaux magnétiques. L’entrelacement spécifique des impulsions de chaleur et de moment angulaire propre aux lasers ultrarapides est mise en avant afin de discuter de leur rôle dans les phénomènes observés. Le délai des interactions responsables de l’état final de l’aimantation est abordé et notamment la manière dont celle-ci ont un impact sur la façon dont le système se stabilise après une excitation laser. En outre, nous nous sommes intéressés à la relation entre les paramètres matériels et l’état final de l’aimantation obtenue avec un laser ultrarapide. Grâce aux nombreuses classes de matériaux magnétiques existantes les paramètres magnétiques peuvent être ajustés dans une grande gamme de valeurs et de manière entièrement contrôlés. Notre installation d’imagerie magnétique est alors capable de sonder les caractéristiques optiques et la stabilité des domaines après l’excitation. Nous avons finalement démontré que le retournement optique dépendent de l’hélicité peut être observée non seulement dans un grand nombre de couches minces d’alliages de terre rare-métaux de transition (RE-TM) mais aussi dans une variété beaucoup plus large de matériaux, y compris les multicouches et hétérostructures de RE-TM. Nous montrons en outre que les hétérostructures ferrimagnétiques dépourvues de terres rares présentent également un retournement optique. Nous avons en plus développé le contrôle optique de multicouches ferromagnétiques dont des films granulaires actuellement explorés pour l’enregistrement magnétique ultra-haute densité de demain. Notre découverte montre que la manipulation de l’aimantation dans des matériaux magnétiques est un phénomène beaucoup plus général que précédemment suspecté et peut avoir un impact majeur sur l’enregistrement magnétique et le stockage de l’information grâce à l’intégration nouvelle de ce type de contrôle optique dans des bits ferromagnétiquesThe possibilities of modifying magnetization without applied magnetic fields have attracted growing attention over the past fifteen years. The low-power manipulation of magnetization, preferably at ultrashort timescales, has become a fundamental challenge with implications for future magnetic information memory and storage technologies. In particular the interplay of laser and magnetism recently discovered by Stanciu et al. opens up new way for light to be used as an excitation and a probe of magnetic materials. A description of the current models and frameworks developed in the field requires a careful look at the different parameters involved through the interaction of ultrafast lasers and magnetic materials. The specific and complex interplay between heat and angular momentum transfer is highlighted in order to discuss the role of each of them in the phenomena observed. The timescales of the different interactions responsible for the final state of magnetization are presented and will impact the way the system recovery after a laser excitation. Besides we were interested in exploring the relation between the material parameters such as anisotropy, ordering temperature and exchange coupling on the final state of magnetization obtained with a laser. Indeed thanks to the many different magnetism classes existing the magnetic parameters can be tuned widely and in a controlled manner. Our imaging setup then is able to probe the optical characteristics and domain stability after the laser excitation. We finally demonstrated that all-optical helicity-dependent switching (AO-HDS) can be observed not only in selected rare earth-transition metal (RE-TM) alloy films but also in a much broader variety of materials, including RE-TM alloys, multilayers and heterostructures. We further show that RE-free Co-Ir-based synthetic ferrimagnetic heterostructures designed to mimic the magnetic properties of RE-TM alloys also exhibit AO-HDS. We further developed the optical control of ferromagnetic materials ranging from magnetic thin films to multilayers and even granular films being explored for ultra-high-density magnetic recording. Our finding shows that optical control of magnetic materials is a much more general phenomenon than previously assumed and may have a major impact on data memory and storage industries through the integration of optical control of ferromagnetic bits
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Hadri, Mohammed Salah El. "Magnetization reversal mechanism leading to all-optical helicity-dependent switching." Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0107/document.
Анотація:
Le contrôle de l’aimantation sans application de champ magnétique externe est un domaine de recherche en plein essor, étant prometteur pour les applications technologiques d’enregistrement magnétique et de spintronique. En 2007, Stanciu et al. ont découvert la possibilité de retourner l’aimantation dans un film fait d’alliage ferrimagnétique de GdFeCo en utilisant des impulsions laser femtoseconde. Longtemps cantonné aux alliages de GdFeCo, ce retournement tout-optique s’avère un phénomène plus général, puisqu’il a été mesuré plus récemment dans une large variété de matériaux ferrimagnétiques et ferromagnétiques. Cette découverte a ainsi ouvert la voie à l’intégration de l’écriture tout-optique dans l’industrie des mémoires magnétiques. Néanmoins, l’ensemble des modèles théoriques expliquant le retournement tout-optique dans le GdFeCo ne semblent pas s’appliquer aux autres matériaux magnétiques, mettant ainsi en question l’unicité de l’origine microscopique de ce phénomène. Au cours de cette thèse, nous avons étudié la réponse aux impulsions laser femtoseconde des alliages ferrimagnétiques et des multicouches ferromagnétiques, dans l'objectif d'élucider divers aspects du mécanisme du retournement optique. Nous avons élucidé expérimentalement les paramètres magnétiques gouvernant le retournement tout-optique. Nous avons montré que l’observation du retournement tout-optique nécessite des domaines magnétiques plus grands que la taille du faisceau laser pendant le processus de refroidissement, un critère qui est commun à la fois aux matériaux ferrimagnétiques et ferromagnétiques. En outre, nous nous sommes intéressés à l’intégration du retournement tout-optique dans des dispositifs de spintronique. Grâce à une caractérisation temporelle de l’aimantation dans des croix de Hall via l’effet Hall extraordinaire, nous avons distingué entre deux types de mécanismes du retournement optique. Le premier type est un retournement purement thermique obtenu avec une impulsion unique dans les alliages ferrimagnétiques de GdFeCo, tandis que le deuxième type est un retournement cumulative et à deux régimes dans les alliages ferrimagnétiques de TbCo et les multicouches ferromagnétiques de Co/Pt. Ce dernier consiste en une formation indépendante de l’hélicité de multidomaines magnétiques suivie d'une ré-aimantation dépendante de l'hélicité sur plusieurs dizaines de millisecondesThe control of magnetization without external magnetic fields is an emergent field of research due to the prospect of impacting many technological applications such as magnetic recording and spintronics. In 2007, Stanciu et al. discovered an intriguing new possibility to switch magnetization in a ferrimagnetic GdFeCo alloy film using femtosecond laser pulses. This all-optical switching of magnetization had long been restricted to GdFeCo alloys, though it turned out to be a more general phenomenon for a variety of ferromagnetic and ferromagnetic materials. This discovery paved the way for an integration of the all-optical writing in storage industries. Nevertheless, the theoretical models explaining the switching in GdFeCo alloys films do not appear to apply in the other materials, thus questioning the uniqueness of the microscopic origin of all-optical switching. In this thesis, we have investigated the response of femtosecond laser pulses in ferrimagnetic alloys and ferromagnetic multilayers to the action of femtosecond laser pulses, in order to elucidate several aspects of the all-optical switching mechanism. We have experimentally studied the magnetic parameters governing the all-optical switching. We showed that the observation of all-optical switching requires magnetic domains larger than the laser spot size during the cooling process; such a criterion is common for both ferrimagnets and ferromagnets. Furthermore, we have investigated the integration of all-optical switching in spintronic devices via the anomalous Hall effect. Through a time-dependent electrical investigation of the magnetization in Hall crosses, we distinguished between two types of all-optical switching mechanisms. The first type is the single-pulse helicity-independent switching in ferrimagnetic GdFeCo alloy films as shown in previous studies, whereas the second is a two regimes helicity-dependent switching in both ferrimagnetic TbCo alloys and ferromagnetic Co/Pt multilayers. The latter consists in a step-like helicity-independent multiple-domain formation followed by a helicity-dependent remagnetization on several tens of milliseconds
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Quessab, Yassine. "Mechanism and size effects of helicity-dependent all-optical magnetization switching in ferromagnetic thin films." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0116/document.
Анотація:
Pour des applications technologiques d’enregistrement magnétique de l’information à haute densité et vitesse d’écriture et de lecture ultra-rapide, les chercheurs se sont penchés vers des méthodes de manipulation de l’aimantation sans application de champ magnétique externe. Il a été découvert qu’il était possible de renverser de manière déterministe l’aimantation de plusieurs matériaux ferri- et ferro-magnétiques à l’aide uniquement d’impulsions laser ultracourtes polarisées circulairement. Ce retournement tout-optique s’est avéré être un processus cumulatif nécessitant plusieurs impulsions ultracourtes dans les matériaux ferromagnétiques. Notamment dans les multicouches (Co/Pt), le retournement tout-optique se fait en deux étapes : une désaimantation indépendamment de l’hélicité suivie d’une ré-aimantation dans une direction ou l’autre selon l’hélicité. Pour autant, le mécanisme à l’origine du rétablissement de l’ordre magnétique n’a pas été étudié jusqu’à présent. Dans cette thèse, nous avons étudié le mécanisme de renversement de l’aimantation dans les couches ferromagnétiques résultant de l’excitation par impulsions laser ultracourtes polarisées circulairement. Pour cela, nous étions intéressé par la réponse d’une paroi de domaine dans les couches minces de Pt/Co/Pt à la suite d’une excitation laser et en fonction de la polarisation de la lumière. Nous avons démontré la possibilité d’induire un déplacement tout-optique et déterministe d’une paroi de domaine. Nous montrons que la propagation de la paroi résulte de la compétition entre trois contributions : le gradient de température dû aux effets de chauffage par le laser, l’effet de l’hélicité de la lumière et les effets de piégeages de la paroi. Par ailleurs, par mesures expérimentales du dichroïsme circulaire, nous excluons un mécanisme purement thermique du déplacement de paroi. Ainsi nous confirmons que le retournement tout-optique des couches ferromagnétiques se fait par une nucléation suivie d’une ré-aimantation par propagation déterministe des parois de domaines selon l’hélicité. De plus, nous avons exploré la possibilité d’utiliser le retournement tout-optique dans des dispositifs spintroniques pour l’enregistrement de l’information à haute densité. Pour se faire, il est nécessaire d’étudier les effets de tailles du retournement lorsque le matériau est structuré en îlots à l’échelle du micro- ou nanomètre. Nous avons montré qu’un plus grand nombre d’impulsions laser est nécessaire afin de renverser l’aimantation de micro-disques comparés à la couche continue ferromagnétique. Il en résulte que le champ dipolaire aide le renversement de l’aimantation dans les couches continues rendant ainsi le retournement tout-optique énergétiquement plus favorableOver the past decade, the demand for an even higher capacity to store data has been gradually increasing. To achieve ultrafast and ultrahigh density magnetic data storage, low-power methods to manipulate the magnetization without applying an external magnetic field has attracted growing attention. The possibility to deterministically reverse the magnetization with only circularly polarized light was evidenced in multiple ferri- and ferro-magnetic materials. This phenomenon was called helicity-dependent all-optical switching (HD-AOS). In ferromagnets, it was demonstrated that HD-AOS was a cumulative and multishot process with a helicity-independent demagnetization followed by a helicity-dependent magnetization recovery. Yet, the microscopic mechanism of this helicity-dependent remagnetization remained highly debated. In this thesis, we investigated the magnetization reversal mechanism of all-optical switching in ferromagnetic materials. To explore a potential switching process through domain nucleation and domain wall (DW) propagation, we studied the response of a DW upon femto- or pico-second laser irradiation in Co/Pt thin films that exhibit HD-AOS. We reported helicity-dependent all-optical domain wall motion. We demonstrated that it results from the balance of three contributions: the temperature gradient due to the laser heating, the helicity effect and the pinning effects. By measuring the magnetic circular dichroism, a purely thermal mechanism of the laser-induced DW motion appears to be excluded. Furthermore, we examined the size effects in AOS in Co/Pt films patterned into microdots with a diameter between 10 and 3 μm. This allowed us to explore the role of the dipolar field in the switching mechanism. We discovered that a larger number of laser pulses was required to reverse the magnetization of a microdot compared to the continuous film. This indicated that the dipolar field actually eases the magnetization reversal in the full film. Thus, AOS is less energy-efficient in patterned films, hence making Pt/Co/Pt multilayers not an ideal candidate for integrating AOS in spintronic devices
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Quessab, Yassine. "Mechanism and size effects of helicity-dependent all-optical magnetization switching in ferromagnetic thin films." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0116.
Анотація:
Pour des applications technologiques d’enregistrement magnétique de l’information à haute densité et vitesse d’écriture et de lecture ultra-rapide, les chercheurs se sont penchés vers des méthodes de manipulation de l’aimantation sans application de champ magnétique externe. Il a été découvert qu’il était possible de renverser de manière déterministe l’aimantation de plusieurs matériaux ferri- et ferro-magnétiques à l’aide uniquement d’impulsions laser ultracourtes polarisées circulairement. Ce retournement tout-optique s’est avéré être un processus cumulatif nécessitant plusieurs impulsions ultracourtes dans les matériaux ferromagnétiques. Notamment dans les multicouches (Co/Pt), le retournement tout-optique se fait en deux étapes : une désaimantation indépendamment de l’hélicité suivie d’une ré-aimantation dans une direction ou l’autre selon l’hélicité. Pour autant, le mécanisme à l’origine du rétablissement de l’ordre magnétique n’a pas été étudié jusqu’à présent. Dans cette thèse, nous avons étudié le mécanisme de renversement de l’aimantation dans les couches ferromagnétiques résultant de l’excitation par impulsions laser ultracourtes polarisées circulairement. Pour cela, nous étions intéressé par la réponse d’une paroi de domaine dans les couches minces de Pt/Co/Pt à la suite d’une excitation laser et en fonction de la polarisation de la lumière. Nous avons démontré la possibilité d’induire un déplacement tout-optique et déterministe d’une paroi de domaine. Nous montrons que la propagation de la paroi résulte de la compétition entre trois contributions : le gradient de température dû aux effets de chauffage par le laser, l’effet de l’hélicité de la lumière et les effets de piégeages de la paroi. Par ailleurs, par mesures expérimentales du dichroïsme circulaire, nous excluons un mécanisme purement thermique du déplacement de paroi. Ainsi nous confirmons que le retournement tout-optique des couches ferromagnétiques se fait par une nucléation suivie d’une ré-aimantation par propagation déterministe des parois de domaines selon l’hélicité. De plus, nous avons exploré la possibilité d’utiliser le retournement tout-optique dans des dispositifs spintroniques pour l’enregistrement de l’information à haute densité. Pour se faire, il est nécessaire d’étudier les effets de tailles du retournement lorsque le matériau est structuré en îlots à l’échelle du micro- ou nanomètre. Nous avons montré qu’un plus grand nombre d’impulsions laser est nécessaire afin de renverser l’aimantation de micro-disques comparés à la couche continue ferromagnétique. Il en résulte que le champ dipolaire aide le renversement de l’aimantation dans les couches continues rendant ainsi le retournement tout-optique énergétiquement plus favorableOver the past decade, the demand for an even higher capacity to store data has been gradually increasing. To achieve ultrafast and ultrahigh density magnetic data storage, low-power methods to manipulate the magnetization without applying an external magnetic field has attracted growing attention. The possibility to deterministically reverse the magnetization with only circularly polarized light was evidenced in multiple ferri- and ferro-magnetic materials. This phenomenon was called helicity-dependent all-optical switching (HD-AOS). In ferromagnets, it was demonstrated that HD-AOS was a cumulative and multishot process with a helicity-independent demagnetization followed by a helicity-dependent magnetization recovery. Yet, the microscopic mechanism of this helicity-dependent remagnetization remained highly debated. In this thesis, we investigated the magnetization reversal mechanism of all-optical switching in ferromagnetic materials. To explore a potential switching process through domain nucleation and domain wall (DW) propagation, we studied the response of a DW upon femto- or pico-second laser irradiation in Co/Pt thin films that exhibit HD-AOS. We reported helicity-dependent all-optical domain wall motion. We demonstrated that it results from the balance of three contributions: the temperature gradient due to the laser heating, the helicity effect and the pinning effects. By measuring the magnetic circular dichroism, a purely thermal mechanism of the laser-induced DW motion appears to be excluded. Furthermore, we examined the size effects in AOS in Co/Pt films patterned into microdots with a diameter between 10 and 3 μm. This allowed us to explore the role of the dipolar field in the switching mechanism. We discovered that a larger number of laser pulses was required to reverse the magnetization of a microdot compared to the continuous film. This indicated that the dipolar field actually eases the magnetization reversal in the full film. Thus, AOS is less energy-efficient in patterned films, hence making Pt/Co/Pt multilayers not an ideal candidate for integrating AOS in spintronic devices
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Wei, Jiaqi. "Magnetization manipulation induced by spin current and ultrafast laser." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0121.
Анотація:
La manipulation de l’aimantation est un des sujets de recherche les plus étudiés dans le domaine de l’électronique de spin. Différentes méthodes de manipulations peuvent exciter les propriétés dynamiques de l’aimantation à différentes échelles de temps. Parmi les phénomènes dynamiques, la précession de l’aimantation et la désaimantation ultrarapide ont suscité un intérêt particulier. La fréquence de précession de l’aimantation est de l’ordre du GHz et correspond à une période de centaines de picosecondes. Cette précession est le mécanisme à l’œuvre dans les nano-oscillateurs à transfert de spin (NOTS), un nouveau type de dispositif microonde présentant des avantages sur l’oscillateur commandé en tension (OCT) conventionnel en termes de taille, de consommation d’énergie et d’adaptabilité de la fréquence. La désaimantation ultrarapide a été observé pour la première fois dans du nickel en quelques centaines de femtosecondes. Le renversement tout optique (RTO), nécessitant la désaimantation ultrarapide, a ensuite été démontré expérimentalement. Le RTO est bien plus rapide que tout autre retournement de l’aimantation par couple et est donc prometteur pour construire des mémoires magnétiques ultrarapides. Bien que de nombreuses études sur ces deux phénomènes existent, plusieurs problèmes se doivent d’être résolus avant de pouvoir passer à l’étape de production industrielle. Les NOTS sont censés être utilisés pour la modulation par déplacement d’amplitude (MDA) ou la modulation par déplacement de fréquence (MDF), mais les conditions optimales pour ces deux types de modulation microondes n’ont pas encore été assez investiguées. Quant au RTO, l’influence des paramètres du laser tels que la fluence ou la durée de l’impulsion et des propriétés du matériau tels que le composition et l’épaisseur n’a pas fait l’objet d’études systématique. Dans ce manuscrit, ces deux types de manipulation de l’aimantation sont étudiés en détail. En ce qui concerne la précession de l’aimantation, nous démontrons qu’un champ magnétique accru permet d’obtenir une plus large plage de fréquence possible alors qu’un champ magnétique plus faible résulte en une plage d’amplitude possible élargie. Ainsi ces deux scenarii sont applicables au MDF et MDA, respectivement, et posent les bases d’une utilisation des NOTS en modulation microonde. Dans la deuxième étude, nous démontrons que le RTO dépends fortement des caractéristiques de l’impulsion laser. Pour cela nous avons construit un diagramme d’état pour le GdFeCo et le Co/Pt, deux matériaux typiques respectivement du retournement tout optique indépendant de l’hélicité (RTO-IH) et du retournement tout optique dépendant de l’hélicité (RTO-DH). Ces résultats permettent une meilleure compréhension du mécanisme fondamental régissant la dynamique de l’aimantation induite par exposition à un laserMagnetization manipulation is one of the most actively researched topics in the field of spintronics. Different ways of manipulation can trigger magnetization dynamics on different time scales. Among these dynamics, magnetization precession and ultrafast demagnetization have attracted substantial interests. The frequency of magnetization precession is normally in the GHz range corresponding to a period of hundreds of ps, which is the basic mechanism of spin torque nano-oscillators (STNO), a new type of microwave devices which show advantages over conventional voltage-controlled oscillator (VCO) in terms of size, energy consumption and tunable frequency. Ultrafast demagnetization was first observed in Ni which takes places in hundreds of femtoseconds. Triggered by this, All-Optical Switching (AOS) was then demonstrated which is much faster than any torque induced switching, promising for application in the high-speed magnetic memory. Although many studies on these two phenomena have been reported, several issues need to be addressed before they move toward application. STNOs are supposed to be used for amplitude shift keying (ASK) or frequency shift keying (FSK), but the optimal conditions for these two types of microwave modulation are still not well explored. As for AOS, the influence of the laser parameters such as fluence and pulse duration and the material properties such as the composition and the thickness has not been systematically investigated. In this thesis, these two types of magnetization manipulation are studied in detail. Concerning magnetization precession, we demonstrate that a stronger magnetic field allows a wider frequency tuning range while a smaller magnetic field results in a wider amplitude tuning range. Thus, these two scenarios are applicable to FSK and ASK, respectively, providing guidelines for STNO in microwave modulation. In the second study, we demonstrate that AOS depends strongly on pulse characteristic. This was shown by building a magnetization state diagram for GdFeCo and Co/Pt which are two typical materials showing All-Optical Helicity-Independent Switching (AO-HIS) and All-Optical Helicity-Dependent Switching (AO-HDS), respectively. These results allow a better understanding of the fundamental mechanism behind laser-induced magnetization dynamics
Частини книг з теми "All-optical helicity-dependent switching":
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Tsukamoto, A., S. Kogure, H. Yoshikawa, T. Sato, and A. Itoh. "Contribution of magnetic circular dichroism in all-optical light helicity-dependent magnetic switching." In Springer Proceedings in Physics, 334–36. Cham: Springer International Publishing, 2014. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-07743-7_103.
2
Hassdenteufel, A., B. Hebler, C. Schubert, A. Liebig, M. Teich, J. Schmidt, M. Helm, M. Aeschlimann, M. Albrecht, and R. Bratschitsch. "Thermally Assisted All-Optical Helicity Dependent Switching of Ferrimagnetic Amorphous Fe100−x Tb x Thin Films." In Springer Proceedings in Physics, 238–40. Cham: Springer International Publishing, 2014. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-07743-7_74.
Тези доповідей конференцій з теми "All-optical helicity-dependent switching":
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Cinchetti, M., S. Alebrand, M. Gottwald, C. H. Lambert, D. Steil, L. Pang, M. Hehn, et al. "Engineering materials for all-optical helicity-dependent magnetic switching." In 2014 International Conference on Solid State Devices and Materials. The Japan Society of Applied Physics, 2014. http://dx.doi.org/10.7567/ssdm.2014.m-1-1.
2
Khalid, Muhammad Waleed, Jeongho Ha, Saeed Hemayat, Mohammed Salah El Hadri, Eric E. Fullerton, and Abdoulaye Ndao. "Integration of Ultrafast Magnetism and Metasurfaces for All-Optical Helicity-Dependent Switching." In Flat Optics: Components to Systems. Washington, D.C.: Optica Publishing Group, 2023. http://dx.doi.org/10.1364/flatoptics.2023.fth1b.2.
Анотація:
We present a monolithic multilayer nanostructure that enables high-speed, high-density all-optical helicity-dependent magnetization switching, utilizing femtosecond circularly polarized optical pulses from a metasurface.
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Khalid, Muhammad Waleed, Jeongho Ha, Saeed Hemayat, Mohammed Salah el Hadri, Eric E. Fullerton, and Abdoulaye Ndao. "All-Optical Magnetization Reversal in Arbitrary Geometries using Metasurfaces." In CLEO: Science and Innovations. Washington, D.C.: Optica Publishing Group, 2023. http://dx.doi.org/10.1364/cleo_si.2023.sth5c.4.
Анотація:
We report and experimentally demonstrate a monolithic multilayer nanostructure capable of achieving high speed, and high density of optical helicity-dependent mag-netization switching using femtosecond circularly polarized optical pulses from a metasurface.
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Hassdenteufel, Alexander, Christian Schubert, Birgit Hebler, Helmut Schultheiss, Jürgen Fassbender, Manfred Albrecht, and Rudolf Bratschitsch. "All-optical helicity dependent switching in amorphous Tb30Fe70 with a MHz laser oscillator." In CLEO: Applications and Technology. Washington, D.C.: OSA, 2014. http://dx.doi.org/10.1364/cleo_at.2014.jth4j.4.