Onde di spin eccitate da reticoli transienti a raggi X duri
I recenti progressi nelle sorgenti di raggi X ultrarapidi hanno permesso di consolidare i raggi X come strumento fondamentale per sondare la dinamica del reticolo cristallino e quella magnetica, avviate da impulsi ottici a femtosecondi. In questo studio, esploriamo il potenziale degli impulsi di raggi X duri ultracorti per guidare la dinamica magnetica. Utilizziamo una tecnica di reticolo transiente in cui uno schema di eccitazione a raggi X spazialmente periodico genera eccitazioni di materiale a un vettore d’onda ben definito, la cui dinamica viene monitorata tramite la diffrazione di un impulso di sonda ottica. L’eccitazione di un film di granato di ferro e bismuto di gadolinio ferrimagnetico posto in un campo magnetico esterno inclinato da raggi X al bordo Gd L3 produce reticoli transienti sia magnetici che non magnetici, i cui contributi al segnale diffratto sono separati dall’analisi della polarizzazione. Osserviamo la precessione della magnetizzazione sia alle frequenze delle onde acustiche longitudinali che a quelle delle onde di spin. Un’analisi con l’equazione di Landau-Lifshitz-Gilbert indica che la precessione della magnetizzazione è guidata dalla deformazione derivante dall’espansione termica indotta dai raggi X assorbiti. I risultati dimostrano che i reticoli transienti a raggi X sono uno strumento per guidare fononi e magnoni coerenti, con il potenziale di accedere ai vettori d’onda in tutta la zona di Brillouin.
Paper: ArXiv.org