太赫茲光譜在自旋電子學中的應用

1 THz輻射特點概述001
1.1 THz輻射及其應用簡述003
1.2 THz波與磁有序介質相互作用概述005
2 基于光子學方法THz輻射脈沖的產(chǎn)生與探測011
2.1 THz輻射脈沖013
2.1.1 光電導天線產(chǎn)生THz輻射脈沖013
2.1.2 光整流產(chǎn)生THz輻射脈沖017
2.2 THz輻射脈沖探測023
2.2.1 光電導天線探測技術024
2.2.2 自由空間電光取樣探測技術025
2.3 強THz輻射脈沖的產(chǎn)生028
2.3.1 切連科夫輻射(Cerenkovradiation)產(chǎn)生強THz輻射脈沖029
2.3.2 空氣等離子體產(chǎn)生太赫茲波033
2.3.3 飛秒脈沖光學差頻產(chǎn)生強THz輻射脈沖036
3 THz光譜技術039
3.1 THz時域光譜041
3.1.1 抽運探測技術041
3.1.2 THz時域光譜數(shù)據(jù)采集043
3.1.3 塊體材料THz光學參數(shù)的提取047
3.1.4 導電薄膜的THz復電導率的提取050
3.1.5 THz光譜分析053
3.1.6 幾種常見的介電函數(shù)模型054
3.2 THz時間分辨光譜057
3.2.1 光抽運THz探測光譜及應用057
3.2.2 THz抽運光探測光譜及應用060
3.2.3 THz抽運THz探測光譜及應用062
3.3 THz磁光效應及應用063
3.3.1 法拉第效應———透射測量064
3.3.2 克爾效應———反射測量066
3.3.3 THz波段法拉第旋轉角和橢圓率的測量067
4 太赫茲自旋波及其相干控制071
4.1 反鐵磁模式THz波共振激發(fā)及探測074
4.1.1 反鐵磁晶體磁結構及磁相變074
4.1.2 THz磁場對反鐵磁模式的共振激發(fā)077
4.1.3 RFeO3 中THz波段復磁導率和折射率計算082
4.2 RFeO3 自旋重取向相變THz探測085
4.2.1 溫度誘導自旋重取向086
4.2.2 磁場誘導自旋重取向095
4.2.3 稀土離子摻雜調控晶體自旋重取向103
4.3 自旋波的THz相干控制110
4.3.1 雙THz輻射脈沖對自旋波的相干控制110
4.3.2 單THz輻射脈沖對自旋波的相干控制:晶體各向異性114
4.4 晶體場中稀土離子的能級劈裂及選擇躍遷117
4.5 總結與展望126
5 基于電子自旋的THz傳輸特性127
5.1 等離子體激元介質中電子自旋依賴的THz傳輸129
5.1.1 基于磁性納米顆粒團簇的THz波調制129
5.1.2 基于亞波長雙金屬鐵磁/非磁微粒組合結構的THz調制133
5.2 自旋分辨的電子輸運參數(shù)的THz光譜研究137
5.2.1 巨磁阻效應138
5.2.2 磁輸運參數(shù)的THz探測141
5.3 THz頻段的反?；魻栃?45
5.3.1 霍爾效應、反?；魻栃c自旋霍爾效應145
5.3.2 磁光效應與反?；魻栃睦碚撀?lián)系146
5.3.3 反常霍爾效應的THz探測148
6 基于電子自旋的THz輻射特性153
6.1 鐵磁薄膜超快退磁THz輻射156
6.2 瞬態(tài)逆自旋霍爾效應實現(xiàn)高功率THz輻射159
6.3 Rashba界面上的THz輻射171
6.4 飛秒激光誘導反鐵磁晶體的窄帶THz輻射特性174
6.5 順磁性晶體的THz切連科夫輻射179
6.6 本章小結181
7 THz強場與磁有序介質的非線性作用183
7.1 THz強磁場誘導非線性塞曼轉矩186
7.1.1 THz強磁場誘導反鐵磁非線性磁化動力學186
7.1.2 THz強磁場驅動自旋磁化翻轉190
7.1.3 自旋軌道矩驅動反鐵磁共振的THz光譜探測193
7.2 THz強場驅動超快磁動力學196
7.2.1 相位鎖定的強THz輻射脈沖誘導非共振磁動力學197
7.2.2 THz驅動超快自旋晶格散射201
7.3 THz強場驅動的有效磁場205
7.3.1 THz場驅動的各向異性場實現(xiàn)非線性自旋控制205
7.3.2 光驅動聲子產(chǎn)生有效磁場209
7.4 THz強場驅動反鐵磁體二次諧波產(chǎn)生213
7.5 本章小結218
8 腔結構中磁模式與THz的非線性耦合219
8.1 強耦合效應理論背景簡介222
8.1.1 經(jīng)典諧振子模型223
8.1.2 半經(jīng)典模型224
8.1.3 全量子力學模型224
8.2 一維光腔中THz光子與磁振子間的強耦合效應225
8.2.1 稀土鐵氧化物法布里珀羅腔中THz波與自旋波的強耦合效應226
8.2.2 一維光子晶體腔中THz波與二維電子氣朗道能級的強相互作用233
8.3 二維超結構光腔中THz光子與2DEG朗道能級間的強耦合效應237
8.4 稀土鐵氧化物中稀土離子能級與磁振子間的強耦合效應241
8.5 本章小結249
參考文獻250
索引260