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Dynamique de l’aimantation ultra-rapide induite par impulsion laser femtoseconde

G. Malinowski - University of Technology Eindhoven (Pays bas)


L’apparition de techniques optiques basées sur l’utilisation d’impulsion laser femtoseconde a ouvert la voie à l’exploration de la dynamique ultra-rapide de l’aimantation. L’ordre ferromagnétique dans les métaux de transition peut être considérablement diminué après l’absorption d’une telle impulsion laser, et cela sur une période de temps de quelques centaines de femtosecondes seulement. Bien que découvert depuis une dizaine d’années, les phénomènes physiques en jeu lors de ce processus de désaimantation ultra-rapide restent encore mal compris. En particulier, afin de satisfaire la conservation du moment angulaire total, ce processus de désaimantation nécessite le transfert du moment angulaire de spin vers une autre partie du système. L’identification du processus responsable de ce transfert reste une question clé pour la compréhension de ce phénomène physique.

 

Dans ce séminaire, je présenterai dans un premier temps un modèle théorique qui permet d’expliquer et de reproduire quantitativement le processus de désaimantation induit par l’excitation laser, et cela pour différents matériaux magnétiques et différentes fluences du laser. Ce modèle ne prenant en compte que les électrons thermalisés est basé sur l’attribution d’une probabilité de renversement de spin finie à chaque interaction électron-phonon.

 

Dans un deuxième temps, je montrerai sur la base de résultats expérimentaux qu’il est possible d’accélérer la désaimantation induite par excitation laser en contrôlant la dissipation du moment angulaire de spin dans des multicouches [Co/Pt]n couplées antiferromagnétiquement.

 

L’utilisation contrôlée du transfert de spin induit par excitation laser dans des structures magnétiques offre la possibilité unique d’amener les phénomènes de transport dépendant du spin à l’échelle de la femtoseconde.

 

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