• Treffer 1 von 2
Zurück zur Trefferliste

Unconventional picosecond strain pulses resulting from the saturation of magnetic stress within a photoexcited rare earth layer

  • Optical excitation of spin-ordered rare earth metals triggers a complex response of the crystal lattice since expansive stresses from electron and phonon excitations compete with a contractive stress induced by spin disorder. Using ultrafast x-ray diffraction experiments, we study the layer specific strain response of a dysprosium film within a metallic heterostructure upon femtosecond laser-excitation. The elastic and diffusive transport of energy to an adjacent, non-excited detection layer clearly separates the contributions of strain pulses and thermal excitations in the time domain. We find that energy transfer processes to magnetic excitations significantly modify the observed conventional bipolar strain wave into a unipolar pulse. By modeling the spin system as a saturable energy reservoir that generates substantial contractive stress on ultrafast timescales, we can reproduce the observed strain response and estimate the time- and space dependent magnetic stress. The saturation of the magnetic stress contribution yields aOptical excitation of spin-ordered rare earth metals triggers a complex response of the crystal lattice since expansive stresses from electron and phonon excitations compete with a contractive stress induced by spin disorder. Using ultrafast x-ray diffraction experiments, we study the layer specific strain response of a dysprosium film within a metallic heterostructure upon femtosecond laser-excitation. The elastic and diffusive transport of energy to an adjacent, non-excited detection layer clearly separates the contributions of strain pulses and thermal excitations in the time domain. We find that energy transfer processes to magnetic excitations significantly modify the observed conventional bipolar strain wave into a unipolar pulse. By modeling the spin system as a saturable energy reservoir that generates substantial contractive stress on ultrafast timescales, we can reproduce the observed strain response and estimate the time- and space dependent magnetic stress. The saturation of the magnetic stress contribution yields a non-monotonous total stress within the nanolayer, which leads to unconventional picosecond strain pulses.zeige mehrzeige weniger

Metadaten exportieren

Weitere Dienste

Suche bei Google Scholar Statistik - Anzahl der Zugriffe auf das Dokument
Metadaten
Verfasserangaben:Alexander von ReppertORCiD, Maximilian MatternORCiD, Jan-Etienne PudellORCiDGND, Steffen Peer ZeuschnerORCiD, Karine DumesnilORCiD, Matias BargheerORCiDGND
DOI:https://doi.org/10.1063/1.5145315
ISSN:2329-7778
Titel des übergeordneten Werks (Englisch):Structural Dynamics
Verlag:AIP Publishing LLC
Verlagsort:Melville, NY
Publikationstyp:Wissenschaftlicher Artikel
Sprache:Englisch
Datum der Erstveröffentlichung:17.01.2020
Erscheinungsjahr:2020
Datum der Freischaltung:19.05.2020
Freies Schlagwort / Tag:Crystal lattices; Femtosecond lasers; Heterostructures; Phonons; Photoexcitations; Strain measurement; Thermal effects; Ultrafast X-rays
Band:7
Ausgabe:024303
Seitenanzahl:13
Fördernde Institution:Universität Potsdam
Fördernummer:PA 2020_030
Organisationseinheiten:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
DDC-Klassifikation:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 50 Naturwissenschaften / 500 Naturwissenschaften und Mathematik
5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 530 Physik
Peer Review:Referiert
Fördermittelquelle:Publikationsfonds der Universität Potsdam
Publikationsweg:Open Access
Lizenz (Deutsch):License LogoCC-BY - Namensnennung 4.0 International
Externe Anmerkung:Zweitveröffentlichung in der Schriftenreihe Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe ; 899
Verstanden ✔
Diese Webseite verwendet technisch erforderliche Session-Cookies. Durch die weitere Nutzung der Webseite stimmen Sie diesem zu. Unsere Datenschutzerklärung finden Sie hier.