Revista de Nanomateriais e Nanotecnologia Molecular

Teoria Eletrônica da Dinâmica de Spin Ultrarrápido em NiO

Chun Li, Georgios Lefkidis e Wolfgang Höbner

Teoria Eletrônica da Dinâmica de Spin Ultrarrápido em NiO

NiO é um bom candidato para comutação magnética ultrarrápida devido à sua grande densidade de spin, ordem antiferromagnética e estados intragap claramente separados. Para detectar e monitorar a dinâmica de comutação, desenvolvemos uma abordagem sistemática para estudar a geração óptica de segundo harmônico (SHG) em NiO, tanto na superfície (001) quanto no bulk. Em nossos cálculos, NiO é modelado como um cluster duplamente embutido. Todos os estados d intragap do bulk e da superfície (001) são obtidos com química quântica altamente correlacional e propagados no tempo sob a influência de um campo magnético estático e um pulso de laser. Descobrimos que a desmagnetização e a comutação podem ser melhor alcançadas em um regime de subpicosegundo com luz polarizada linearmente em vez de circularmente. Também mostramos a importância de incluir um campo magnético externo para distinguir estados de spin-up e spin-down e a necessidade de incluir transições magnéticas-dipolo para realizar o processo no bulk centrosimétrico. Tendo já mostrado os efeitos dos fônons no SHG para o NiO em massa dentro da aproximação do fônon congelado, e seguindo a mesma linha de pensamento, discutimos o papel dos fônons em uma imagem totalmente quantizada como um mecanismo de redução de simetria no cenário de comutação e investigamos os efeitos eletrônicos e de temperatura da rede.