Revista de nanomateriales y nanotecnología molecular

Teoría electrónica de la dinámica de espín ultrarrápido en NiO

Chun Li, Georgios Lefkidis y Wolfgang Höbner

Teoría electrónica de la dinámica de espín ultrarrápido en NiO

El NiO es un buen candidato para la conmutación magnética ultrarrápida debido a su gran densidad de espín, orden antiferromagnético y estados intragap claramente separados. Para detectar y monitorear la dinámica de conmutación, desarrollamos un enfoque sistemático para estudiar la generación de segundo armónico óptico (SHG) en NiO, tanto en la superficie (001) como en el volumen. En nuestros cálculos, el NiO se modela como un clúster doblemente incrustado. Todos los estados d intragap del volumen y la superficie (001) se obtienen con química cuántica altamente correlacional y se propagan en el tiempo bajo la influencia de un campo magnético estático y un pulso láser. Descubrimos que la desmagnetización y la conmutación se pueden lograr mejor en un régimen de subpicosegundos con luz polarizada linealmente en lugar de circularmente. También mostramos la importancia de incluir un campo magnético externo para distinguir los estados de espín ascendente y descendente y la necesidad de incluir transiciones magnético-dipolares para realizar el proceso en el volumen centrosimétrico. Habiendo demostrado ya los efectos de los fonones en el SHG para el NiO en masa dentro de la aproximación de fonones congelados, y siguiendo la misma línea de pensamiento, discutimos el papel de los fonones en una imagen completamente cuantificada como un mecanismo de reducción de simetría en el escenario de conmutación e investigamos los efectos de la temperatura electrónica y de la red.