Ultrafast laser-induced control of magnetic materials

Abstract

Magnetické materiály jsou ve velkém používány pro ukládání dat, která jsou zapisována ve formě bitů pomocí externího magnetického pole. Dlouho se věřilo, že doba potřebná pro změnu magnetizace je v řádu desítek až stovek pikosekund. Revoluční experiment v roce 1996 položil základ pro nový obor ultrarychlého ovládání magnetických materiálů, řádově zkracující čas potřebný pro změnu magnetizace. Mimo jiné ukázal, že magnetizace materiálu může být ovlivněna i světelnými pulzy. V této práci jsme replikovali fundamentální, laserem indukované experimenty ve ferromagnetických a ferrimagnetických materiálech. Postavili jsme optickou sestavu schopnou provádět tyto experimenty pro různé polarizace světla. Tato variabilita umožňuje rozlišit různé mechanismy a jevy, které se vyskytují při ultrarychlém ovládání magnetizace magnetických materiálů.Magnetic materials are widely used for digital data storage. Data are written in form of bits using external magnetic field. It was long thought that magnetic materials could not be controlled faster than 10-100 ps. A breakthrough experiment in 1996 paved the way for a new field, showing that light can also controlled with femtosecond laser pulses and in the order of picoseconds. Here, we replicate fundamental laser-induced all-optical switching experiments in ferromagnetic and ferrimagnetic materials. Ultrafast laser setup was developed to perform such experiments with different light polarization. Thanks to this, we can distinguish different mechanism and different phenomena present for ultrafast control of magnetic materials.