Антиферромагнетики могут обеспечивать сверхбыструю спиновую динамику в терагерцовом частотном диапазоне, но энергоэффективная генерация терагерцовых магнонов, необходимых для высокоскоростных устройств обработки информации, является сложной задачей. С помощью микромагнитного моделирования нами показано, что терагерцовые магноны могут быть созданы путем инжекции пикосекундных импульсов деформаций сжатия-растяжения в монокристаллический оксид никеля (NiO), отличающийся сильным магнитоупругим взаимодействием между спинами и деформациями решетки. При этом спиновая динамика, генерируемая в монокристалле NiO импульсами длительностью ν≈3 пс, включает бегущую монохроматическую спиновую волну с частотой ν≈2 ТГц, возникновение которой обусловлено магнитоакустическим резонансом [рис. 1(а)]. В свою очередь в тонких пленках NiO возбуждаются стоячие спиновые волны с частотами, лежащими в диапазоне от 1.3 до 3.5 ТГц [рис. 1(b)]. Поскольку пикосекундный импульс деформаций можно создать с помощью оптомеханического преобразователя, возбуждаемого фемтосекундным лазерным импульсом, полученные теоретические результаты демонстрируют возможность энергоэффективной генерации терагерцовых магнонов в оксиде никеля.

Публикации

1. [1] A. V. Azovtsev, N. A. Pertsev. THz and sub-THz antiferromagnetic magnons via magnetoacoustic resonances excited by picosecond strain pulses in NiO. Physical Review Materials, vol. 8, art. 044404 (2024), https://journals.aps.org/prmaterials/abstract/10.1103/PhysRevMaterials.8.044404
2. [2] A. V. Azovtsev, N. A. Pertsev. Antiferromagnetic standing spin waves generated in NiO thin films by short strain pulses, Physical Review B, vol. 110, art. 144430 (2024), Editors’ Suggestion