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Strain-modulated ultrafast magneto-optic dynamics of graphene nanoflakes decorated with transition-metal atoms

Chinese Physics B 2021年第9期30卷 520-527页

作者： Yiming Zhang Jing Liu Chun Li Wei Jin Georgios Lefkidis wolfgang hubner School of Mechanics Civil Engineering and ArchitectureNorthwestern Polytechnical UniversityXi'an 710072China Department of Physics and Research Center OPTIMAS Technische Universität KaiserslauternP.O.Box 304967653 KaiserslauternGermany Department of Mechanical Engineering University of ManitobaWinnipeg MB R3T 5V6Canada School of Physics and Information Technology Shaanxi Normal UniversityXi'an 710119China

We perform first-principles calculations and coherent laser-matter interaction analyses to investigate the laser-induced ultrafast spin flip on graphene nanoflakes(GNFs)with transition metal elements attached on the boundary[TM&GNFs(TM=Fe,Co,Ni)].It is shown that the spin-flip process on TM&GNFs is highly influenced by the involved element species and the position attached to the ***,taking Ni&GNF as an example,the first-principles tensile test predicts that the variation of the C-Ni bond length plays an important role in the spin density distribution,especially for the low-lying magnetic states,and can therefore dominate the spin-flip *** fastest spin-flip scenario is achieved within 80 fs in a Ni&GNF structure under 10%tensile strain along the C-Ni *** local deformation modulation of spin flip provides the precursory guidance for further study of ultrafast magnetization control in GNFs,which could lead to potential applications in future integrated straintronic devices.

关键词： graphene nanoflakes straintronics spin dynamics strain effect first principles

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线性磁性分子离子中由激光诱导的超快自旋转移

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物理学报 2012年第17期61卷 502-507页

作者：李春张少斌金蔚 Georgios Lefkidis wolfgang hubner 西北工业大学力学与土木建筑学院西安710072 德国凯泽斯劳滕工业大学物理系和OPTIMAS研究中心凯泽斯劳滕67653

通过由激光诱导的A进程,很多分子磁性体系中涉及的退磁、自旋翻转或自旋转移过程在理论上得以实现.本文针对具有线性构型的磁性分子离子,应用量子化学从头计算与自编程序相结合的方法,实现了具有线性构型的双磁性中心分子体系[Fe-O-Co]^... 详细信息

通过由激光诱导的A进程,很多分子磁性体系中涉及的退磁、自旋翻转或自旋转移过程在理论上得以实现.本文针对具有线性构型的磁性分子离子,应用量子化学从头计算与自编程序相结合的方法,实现了具有线性构型的双磁性中心分子体系[Fe-O-Co]^+中基于A进程的超快自旋转移,且电子占据的转移率达到90%以上.本文的理论研究结果表明,采用改变磁场方向的方法来增强体系的磁晶各向异性,可以避免为提高自旋转移能力而额外增加桥接原子在实际应用中的复杂性,同时也可明显提高电子占据的转移率.

关键词：线性磁性分子离子 A进程超快自旋转移第一性原理方法

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磁性纳米结构中由激光引起的超快自旋动力学研究

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物理学报 2011年第1期60卷 683-690页

作者：李春杨帆 Georgios Lefkidis wolfgang hubner 西北工业大学力学与土木建筑学院西安710072 西北工业大学出版社西安710072 凯泽斯劳滕工业大学物理系和OPTMAS研究中心德国凯泽斯劳滕67653

以单个磁性中心的NiO以及由Co和Ni等元素构成的双磁性中心的纳米结构为例,总结了近年所做的主要工作.为了在理论上实现磁性纳米结构中的超快自旋翻转和转移,提出了一种称为Λ进程(Λprocess)的超快自旋转换机理.在实际计算中,首先采用... 详细信息

以单个磁性中心的NiO以及由Co和Ni等元素构成的双磁性中心的纳米结构为例,总结了近年所做的主要工作.为了在理论上实现磁性纳米结构中的超快自旋翻转和转移,提出了一种称为Λ进程(Λprocess)的超快自旋转换机理.在实际计算中,首先采用量子化学第一性原理计算得到磁性纳米结构中精确的隙间d电子态,然后考虑外加磁场和自旋轨道耦合分析磁性原子中的自旋局域化程度,最后引入激光脉冲项,研究在其作用下材料的自旋态经由Λ进程实现转换的时间历程.研究结果表明自旋翻转和转移可以在线偏振光的作用下在亚皮秒的时间尺度内完成.为了进一步实现对磁性分子自旋操控的检测和监控,采用附加于磁性中心上的CO分子对磁性分子进行标记.计算得到的与自旋态相关的C—O键振动频率表明自旋操控可以较容易地经由红外光谱实验间接监控.

关键词：超快自旋动力学第一性原理计算 Λ进程磁性纳米结构

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