Author Affiliations
Abstract
1 Department of Physics, California Institute of Technology, Pasadena, USA
2 Department of Electrical and Computer Engineering, Rice University, Houston, USA
3 Applied Physics Graduate Program, Smalley-Curl Institute, Rice University, Houston, USA
4 Department of Physics and Astronomy, Rice University, Houston, USA
5 Department of Materials Science and NanoEngineering, Rice University, Houston, USA
Recent interest in developing fast spintronic devices and laser-controllable magnetic solids has sparked tremendous experimental and theoretical efforts to understand and manipulate ultrafast dynamics in materials. Studies of spin dynamics in the terahertz (THz) frequency range are particularly important for elucidating microscopic pathways toward novel device functionalities. Here, we review THz phenomena related to spin dynamics in rare-earth orthoferrites, a class of materials promising for antiferromagnetic spintronics. We expand this topic into a description of four key elements. (1) We start by describing THz spectroscopy of spin excitations for probing magnetic phase transitions in thermal equilibrium. While acoustic magnons are useful indicators of spin reorientation transitions, electromagnons that arise from dynamic magnetoelectric couplings serve as a signature of inversion-symmetry-breaking phases at low temperatures. (2) We then review the strong laser driving scenario, where the system is excited far from equilibrium and thereby subject to modifications to the free-energy landscape. Microscopic pathways for ultrafast laser manipulation of magnetic order are discussed. (3) Furthermore, we review a variety of protocols to manipulate coherent THz magnons in time and space, which are useful capabilities for antiferromagnetic spintronic applications. (4) Finally, new insights into the connection between dynamic magnetic coupling in condensed matter and the Dicke superradiant phase transition in quantum optics are provided. By presenting a review on an array of THz spin phenomena occurring in a single class of materials, we hope to trigger interdisciplinary efforts that actively seek connections between subfields of spintronics, which will facilitate the invention of new protocols of active spin control and quantum phase engineering.
terahertz spin dynamics magnetism orthoferrite ultrafast spectroscopy magneto-optics 
Photonics Insights
2023, 1(2): R05
作者单位
摘要
1 宜宾职业技术学院新材料与化工学院, 宜宾 644000
2 四川轻化工大学化学工程学院, 自贡 643000
室温下, 以对氯苯乙酸(PCPA)、1, 10-邻菲啰啉(phen)和六水合硫酸镍为原料, 通过溶剂挥发法合成了镍配合物[Ni(PCPA)2(phen)H2O], 并用X射线单晶衍射测定了该金属有机配合物的晶体结构。结果显示, 配合物属于单斜晶系, P21/n空间群, 每个不对称单元由一个镍(Ⅱ)离子、两个对氯苯乙酸配体和一个1, 10-邻菲啰啉配体组成。荧光光谱分析结果表明, 配合物的激发峰和发射峰分别在336 nm和393 nm; 热稳定性分析表明, 配合物在室温下稳定; 磁性测量表明, 配合物存在反铁磁相互作用。
镍(Ⅱ)配合物 对氯苯乙酸 晶体结构 荧光性质 磁性 金属有机配合物 Ni(Ⅱ)complex p-chlorophenylacetic acid crystal structure fluorescent property magnetism metal-organic complex 
人工晶体学报
2022, 51(11): 1952
张星 1,2,*张建伟 1,2周寅利 1,2薛洪波 3[ ... ]王立军 1
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 长春中科长光时空光电技术有限公司, 吉林 长春 130102
3 中国科学院 国家空间科学中心, 北京 100190
为了研制出表面微透镜集成外腔的垂直腔面发射激光器(VCSEL),实现窄线宽无磁激光输出,满足原子磁强计等量子传感器应用要求,本文设计并生长了适合于表面集成微透镜的VCSEL外延结构,完成了表面微透镜集成外腔VCSEL器件制备,在电极材料方面选取无磁材料以满足应用要求。实验结果表明:研制的VCSEL器件工作温度达到90 °C,激光波长为896.3 nm,功率为1.52 mW,边模抑制比为36.3 dB,激光线宽为38 MHz,封装为模组后的磁场强度低于0.03 nT。结果表明本文研制的窄线宽无磁VCSEL满足量子传感的应用需求。
垂直腔面发射激光器 量子传感 高温 窄线宽 无磁 Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser (VCSEL) quantum sensing high temperature narrow linewidth magnetism-free 
中国光学
2022, 15(5): 1038
作者单位
摘要
昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明 650093
羟基磷灰石(HAP)是一种典型的生物活性材料,已在骨外科、牙科临床等方面得到了广泛的应用。由于HAP比表面积大,吸附能力强,HAP在药物递送、污水处理等领域也得到了广泛应用。磁性纳米颗粒具有良好的电磁性能、可回收性和电磁制热性能,已受到越来越多的关注。近年来,为了结合以上两种材料的优点,将磁性材料与羟基磷灰石相结合是上述领域研究应用的重点方向。此前,有综述报道过关于磁性羟基磷灰石复合材料的制备研究,但重点关注于与其他材料的复合,缺乏针对磁性羟基磷灰石制备方法的系统总结。本文以掺杂和包覆两种将磁性引入羟基磷灰石的方式为出发点,系统总结了磁性羟基磷灰石的经典制备方法及其优缺点,并讨论了其相关应用,特别是论述了进一步研究拓展的关键问题以及今后的研究趋势,以期为磁性羟基磷灰石的深入拓展提供参考。
生物材料 羟基磷灰石 磁性 掺杂 包覆 原位复合 机械混合 biomaterial hydroxyapatite magnetism doping coating in situ composition mechanical mixing 
硅酸盐通报
2022, 41(1): 302
作者单位
摘要
1 1. 物理学院, 南京大学, 南京 210093
2 2.固体微结构国家重点实验室, 南京大学, 南京 210093
在低温条件(TC≈3~22 K)下, 除了4f电子满壳层的LuB12之外, 其他稀土-硼十二化合物(简称RB12, R为稀土元素Tb, Dy, Ho, Er, Tm)存在磁性和比热的反常现象, 该反常现象的机制至今仍存争议。尽管磁化率曲线上的隆起与R3+离子的反铁磁序类似, 但是中子衍射谱和莫斯堡尔谱的实验均没有明确给出稀土离子的磁结构。这些化合物磁化率、熵的反常行为和低温中子谱的结果都与RB12具有幅度调制的磁结构一致。本课题组采用模型和数值计算相结合的方法来探究该反常行为的物理机制。研究表明: 由于稀土离子meV量级的晶场劈裂易受热涨落扰动, 晶场劈裂能不再是一个量子力学参量, 而是一个热力学序参量。物理图像中轨道角动量逐渐淬灭很好地解释了磁性和比热的反常现象。结合该类晶体低温下在(111)晶向的二聚化行为和非弹性散射谱的结果, 对中子散射谱中的双峰结构也给予了一个可能的解释。
稀土化合物 固体磁性 晶场劈裂 序参量 rare-earth compound magnetism in solid crystal-electrical-splitting order parameter 
无机材料学报
2021, 36(8): 865
作者单位
摘要
1 西南科技大学材料科学与工程学院, 环境友好能源材料国家重点实验室, 绵阳 621010
2 西南应用磁学研究所, 绵阳 621000
M型钡铁氧体(BaFe12O19, BaM)是一种单轴磁晶各向异性的六角晶系硬磁材料, 由于其具有很强的各向异性场, 因此在自偏置微波器件领域具有广阔的应用前景。本文采用常温射频磁控溅射法在(000l)取向的蓝宝石衬底上沉积了厚度约为130 nm的BaFe12O19非晶薄膜, 然后分别在850 ℃、900 ℃、950 ℃、1 000 ℃对其空气退火处理3 h, 得到BaM晶体薄膜样品。采用X射线衍射仪对薄膜样品进行物相及晶体生长取向鉴别, 采用扫描探针显微镜和扫描电子显微镜对薄膜样品的粗糙度和表面形貌进行测量和观察, 采用振动样品磁强计对样品进行了静态磁性能测试。实验结果表明, 退火后的薄膜样品的主晶相为BaM, 且具有(000l)取向择优生长, 其微观组织结构都表现为C轴垂直于膜面的颗粒状结构。退火温度为900 ℃时所得样品的各项性能达到最佳, 其表面粗糙度为2.8 nm, 矩形比为0.84, 饱和磁化强度为247 emu/cm3, 矫顽力为1 528 Oe。
钡铁氧体 薄膜 射频磁控溅射 退火 磁性 barium ferrite thin film radio frequency magnetron sputtering annealing magnetism 
人工晶体学报
2021, 50(5): 845
作者单位
摘要
中山大学 化学学院, 生物无机和合成化学教育部重点实验室, 广州 510275
本工作主要研究Mn 2+离子掺杂的类刚玉系氧化物Zn3TeO6(0<x≤2.0)的晶体结构与光学性质和磁性的变化。Zn3-xMnxTeO6粉末样品通过固相反应合成。Mn掺杂量的相图表明, x<1.0时保持单斜(C2/c)结构, 1.0≤x≤1.6为单斜(C2/c)和三方六面体混合相(R-3), x≥1.8时完全转变为R-3相, 且x=2.0时形成ZnMn2TeO6, Te-O和Mn/Zn-O键长增大, 八面体发生更大畸变。X射线粉末衍射结构精修也表明R-3相中Zn/MnO6为畸变八面体。随着Mn 2+掺杂含量的增加, Zn3-xMnxTeO6系列化合物不仅结构发生变化, 其颜色也由浅变深。紫外吸收光谱中随着掺杂浓度的增加, 400~550 nm处的吸收增强, 样品的光学带隙也由3.25 eV (x=0.1)逐渐减小到2.08 eV (x=2.0), 分析表明, 可见区吸收的增强是源于MnO6八面体中Zn/MnO6八面体中Mn 2+离子的d-d跃迁, 导致样品由浅黄色逐渐变为暗黄色。 磁性测试表明, 固溶体的反铁磁转变温度随着Mn 2+掺杂量的提高而逐渐增加, 且掺入的Mn 2+离子以高自旋态 存在。
Zn3TeO6-Mn3TeO6 晶体结构 磁性 紫外吸收光谱 Zn3TeO6-Mn3TeO6 crystal structure magnetism ultraviolet absorption spectrum 
无机材料学报
2020, 35(8): 895
作者单位
摘要
1 营口理工学院,辽宁 营口 115014
2 华东师范大学信息科学技术学院电子系, 上海 200241
3 极化材料与器件教育部重点实验室, 上海 200241
以硝酸铜Cu(NO3)2·3H2O、硝酸铬Cr(NO3)3·9H2O、硝酸铋Bi(NO3)3·3H2O和乙二醇为原料,利用溶胶-凝胶工艺在石英衬底上制备了纳米Cu2Bi2Cr2O8薄膜。通过X射线衍射(X-Ray Diffraction, XRD)和拉曼测试对样品进行了表征。结果表明,Cu2Bi2Cr2O8薄膜具有良好的光学特性,其禁带宽度为1.49 eV; 在磁性测试方面,Cu2Bi2Cr2O8薄膜呈现出了良好的铁磁性。
溶胶-凝胶法 薄膜 光学特性 铁磁性 sol-gel method Cu2Bi2Cr2O8 Cu2Bi2Cr2O8 thin film optical properties magnetism 
红外
2018, 39(12): 8
朱银龙 1,2,3秦俊 1,2,3张燕 1,2,3梁潇 1,2,3[ ... ]毕磊 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 电子科技大学国家电磁辐射控制材料工程技术研究中心, 四川 成都 610054
2 电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都 610054
3 电子科技大学微电子与固体电子学院, 四川 成都 610054
在室温下实现了全固态Au/Ti/Y2CeFe5O12多层结构的电阻和磁光克尔效应的电场调控。在635 nm波长处,1.5 V的操作电压使饱和磁光克尔旋转角的变化幅度达58.1 μrad,对应的能耗为0.66 nJ/μm2,响应时间为300 s,且该调控具有可逆性与非易失性。以Au/Y2CeFe5O12作为对照,揭示了Ti层对该调控的关键影响。通过表征多层结构的电阻在电场作用下的变化,证实了氧离子迁移的发生。氧离子迁移是电场调控磁光效应的机制,该原型器件为发展电场可调的磁光器件提供了一种新途径。
材料 磁光材料 磁光开关 氧离子迁移 钇铁石榴石 电场调控磁性 
激光与光电子学进展
2018, 55(7): 071602
作者单位
摘要
1 贵州大学 大数据与信息工程学院 新型光电子材料与技术研究所, 贵阳 550025
2 贵州师范大学 物理与电子科学学院, 贵阳 550001
采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法研究了本征Mg2Si及钴(Co)掺杂Mg2Si体系的晶体结构、自旋态密度、磁性和光学性质。结果表明, Co替Mg(CoMg)缺陷的形成能为负, 可以形成稳定的缺陷。从自旋态密度可以看出, 本征Mg2Si为无磁性半导体; 向Mg2Si体系掺入Co后, 体系的磁矩由于Co3d态和Si3p态杂化(pd杂化)诱导产生, 且体系呈明显的半金属特性。超胞中Co的磁矩为0.53μB。从吸收光谱可以看出, Co掺杂Mg2Si的主吸收峰强度略小于本征Mg2Si, 但吸收跨度则明显大于本征Mg2Si。本征Mg2Si对于能量小于1.55eV(对应波长为800nm)的光子几乎不吸收, 而掺杂体系还存在着较大的吸收, 说明Co元素的掺杂显著地改善了Mg2Si对低能(红外)光子的吸收。计算结果为Mg2Si基自旋电子器件和光电子器件的设计和应用提供了理论依据。
Co掺杂 态密度 磁性 光学性质 第一性原理 Mg2Si Mg2Si Codoped density of state magnetism optical properties the firstprinciple 
半导体光电
2018, 39(3): 376

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!