Optische Kontrolle der Magnetisierung in austauschgekoppelten NiFe/FeMn Filmen auf der Pikosekundenzeitskala

Eine 9 Pikosekunden kurze Laseranregung (Pulsenergie: 10 nJ, Spotgröße: 25 mm) wird zur thermischen Kontrolle der Magnetisierung eines NiFe/FeMn Bilagensystems auf der Pikosekundenzeitskala eingesetzt. Aufgrund der Erzeugung eines heissen Phononen- /Spingases durch den anregenden Laserpuls wird die Austauschkopplung an der Grenzfläche zwischen Ferro- und Antiferromagnet teilweise unterdrückt. Innerhalb von 20 Pikosekunden wird eine schnelle Reduktion der Austauschkopplung mittels longitudinalem Kerr-Effekt des zeitverzögerten Probepulses sowohl für die magnetisch leichte als auch harte Richtung nachgewiesen. Dies führt zu einer Reduktion des Austausch-Verschiebungsfeldes von ca. 50 Prozent, bzw. zu einem dramatischen Anstieg der Nullfeld-Suszeptibilität. Diese Effekte können durch ein nahe an die sogenannte Blocking-Temperatur Tb (155o C für NiFe/FeMn) erwärmtes Gitter an der FM/AFM-Grenzfläche verstanden werden. Dem schnellen thermischen Unterdrücken der Austauschkopplung folgt eine langsamere Erholung des Austausch-Verschiebungsfeldes bzw. der Nullfeld-Suszeptibilität mit einer Zeitkonstante von ca. 170 ps.