BESSY II检测的电子 声子相互作用

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电子和声子之间的相互作用被认为是超快磁化或退磁过程(自旋翻转)背后的微观驱动力。然而,由于缺乏合适的方法,直到现在才能详细观察这种超快速过程。

现在,由AlexanderFöhlisch教授领导的团队开发了一种原始方法,首次在两个模型系统中首次实验确定电子 – 声子驱动的自旋翻转散射率:铁磁性镍和非磁性铜。

他们在BESSY II上使用X射线发射光谱(XES)来做到这一点。X射线激发样品中的核心电子(Ni或Cu)以产生所谓的核心空穴,然后通过价电子的衰变填充核心空穴。这种衰减导致光的发射,然后可以检测和分析光。在不同温度下测量样品以观察晶格振动(声子)从室温到900摄氏度的增加的影响。

随着温度的升高,铁磁镍显示出强烈的排放减少。该观察结果与激发后镍的电子能带结构中的过程的理论模拟非常吻合:通过提高温度并因此增加声子群,电子和声子之间的散射速率增加。散射的电子不再可用于衰变,这导致光发射减弱。正如预期的那样,在抗磁铜的情况下,晶格振动对测量的发射几乎没有任何影响。

“我们相信,我们的文章不仅对磁性,固体电子特性和X射线发射光谱领域的专家有很高的兴趣,而且对更广泛的读者感兴趣,他们对这个充满活力的研究领域的最新发展感到好奇,” Föhlisch团队的第一作者和博士后科学家RégisDecker博士说。该方法还可用于分析新型量子材料(如石墨烯,超导体或拓扑绝缘体)中的超快自旋翻转过程。

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