Direkte lichtinduzierte Spinübertragung zwischen verschiedenen Elementen in einem spintronischen Heusler-Material durch Femtosekunden-Lasere excitation

Heusler-Verbindungen sind spannende Materialien für zukünftige Spintronik-Anwendungen, da sie eine Vielzahl von einstellbaren elektronischen und magnetischen Wechselwirkungen aufweisen. Hier verwenden wir einen Femtosekunden-Laser, um direkt die Spinpolarisation von einem Element auf ein anderes in einem halbleitenden Heusler-Material, Co2MnGe, zu übertragen. Diese Spinübertragung beginnt, sobald Licht auf das Material trifft, und demonstriert die räumliche Übertragung des Drehimpulses zwischen benachbarten atomaren Stellen auf Zeitskalen < 10 fs. Durch die Verwendung von ultrakurzen Hochharmonikpulsen zur gleichzeitigen und unabhängigen Untersuchung des magnetischen Zustands von zwei Elementen während der Lasere excitation stellen wir fest, dass die Magnetisierung von Co erhöht wird, während die von Mn schnell erlischt. Berechnungen der Dichtefunktionaltheorie zeigen, dass die optische Anregung direkt Spins von einer magnetischen Sublattice auf eine andere durch bevorzugte spin-polarisierte Anregungswege überträgt. Diese direkte Manipulation von Spins durch Licht bietet einen Weg zu spintronischen Geräten, die auf Zeitskalen von wenigen Femtosekunden oder schneller arbeiten können.