Ultrafast Laser Pulse Induced Transient Ferrimagnetic State and Spin Relaxation Dynamics in Two-Dimensional Antiferromagnets
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11310%2F23%3A10471103" target="_blank" >RIV/00216208:11310/23:10471103 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=XwIKDJK8n1" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=XwIKDJK8n1</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c02727" target="_blank" >10.1021/acs.nanolett.3c02727</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Ultrafast Laser Pulse Induced Transient Ferrimagnetic State and Spin Relaxation Dynamics in Two-Dimensional Antiferromagnets
Popis výsledku v původním jazyce
We employ real-time time-dependent density functional theory (rt-TDDFT) and ab initio nonadiabatic molecular dynamics (NAMD) to systematically investigate the ultrafast laser pulses induced spin transfer and relaxation dynamics of two-dimensional (2D) antiferromagnetic-ferromagnetic (AFM/FM) MnPS3/MnSe2 van der Waals heterostructures. We demonstrate that laser pulses can induce a ferrimagnetic (FiM) state in the AFM MnPS3 layer within tens of femtoseconds and maintain it for subpicosecond time scale before reverting to the AFM state. We identify the mechanism in which the asymmetric optical intersite spin transfer (OISTR) effect occurring within the sublattices of the AFM and FM layers drives the interlayer spin-selective charge transfer, leading to the transition from AFM to FiM state. Furthermore, the unequal electron-phonon coupling of spin-up and spin-down channels of AFM spin sublattice causes an inequivalent spin relaxation, in turn extending the time scale of the FiM state. These findings are essential for designing novel optical-driven ultrafast 2D magnetic switches.
Název v anglickém jazyce
Ultrafast Laser Pulse Induced Transient Ferrimagnetic State and Spin Relaxation Dynamics in Two-Dimensional Antiferromagnets
Popis výsledku anglicky
We employ real-time time-dependent density functional theory (rt-TDDFT) and ab initio nonadiabatic molecular dynamics (NAMD) to systematically investigate the ultrafast laser pulses induced spin transfer and relaxation dynamics of two-dimensional (2D) antiferromagnetic-ferromagnetic (AFM/FM) MnPS3/MnSe2 van der Waals heterostructures. We demonstrate that laser pulses can induce a ferrimagnetic (FiM) state in the AFM MnPS3 layer within tens of femtoseconds and maintain it for subpicosecond time scale before reverting to the AFM state. We identify the mechanism in which the asymmetric optical intersite spin transfer (OISTR) effect occurring within the sublattices of the AFM and FM layers drives the interlayer spin-selective charge transfer, leading to the transition from AFM to FiM state. Furthermore, the unequal electron-phonon coupling of spin-up and spin-down channels of AFM spin sublattice causes an inequivalent spin relaxation, in turn extending the time scale of the FiM state. These findings are essential for designing novel optical-driven ultrafast 2D magnetic switches.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10403 - Physical chemistry
Návaznosti výsledku
Projekt
—
Návaznosti
I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace
Ostatní
Rok uplatnění
2023
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Nano Letters
ISSN
1530-6984
e-ISSN
1530-6992
Svazek periodika
23
Číslo periodika v rámci svazku
17
Stát vydavatele periodika
US - Spojené státy americké
Počet stran výsledku
7
Strana od-do
8348-8354
Kód UT WoS článku
001188433800001
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85171202218