在材料光学、磁学、拓扑和输运性质,时间反演对称性Time-reversal symmetry (TRS)是关键所在。手征声子Chiral phonons,以原子围绕其平衡位置单向旋转为特征,可产生时间反演对称性TRS破缺的动态晶格结构。
今日,美国 莱斯大学 (Rice University) Jiaming Luo,Hanyu Zhu等,在Science上发文,报道了相干手征声子,主要由圆偏振太赫兹光脉冲驱动,并以1特斯拉量级的准静态磁场的方式,极化了氟化铈cerium fluoride的顺磁自旋。基于时间分辨的法拉第旋转和克尔椭圆率,研究发现,瞬态磁化强度仅由与声子谐振的脉冲激发,与声子角动量成正比,并且在低温时,随磁化率增长。这一观测结果,在数量上与自旋-声子耦合模型一致。这一研究提供了新的路径,用以研究超快磁性、高能效自旋电子学和具有时间反演对称性TRS破缺物质的非平衡相。Large effective magnetic fields from chiral phonons in rare-earth halides图1 在稀土三卤化物氟化铈CeF3中,手征声子诱导的超快磁化。
图2.相干手征声子与磁化强度之间的关联。
图3.磁化和手征声子的匹配动力学。
图4.手征声子诱导有效磁场的标度。
在一系列领域中,材料光电性质的调控,得以广泛应用。然而,通过施加电场或磁场来这样做,可能是缓慢的,并且并不总是可行的。该项研究表明,利用圆极化太赫兹辐射超快脉冲驱动的手性声子,在稀土三卤化物氟化铈CeF3中,实现了1特斯拉量级的磁场。这种自旋-声子耦合控制,提供了一条新途径,用以在原子尺度上,实现按需超快大磁场,这将有助于基础材料科学和高能效自旋电子器件发展。https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi9601DOI: 10.1126/science.adi9601声明:仅代表译者个人观点,小编水平有限,如有不当之处,请在下方留言指正!