Towards shaping picosecond strain pulses via magnetostrictive transducers
- Using time-resolved x-ray diffraction, we demonstrate the manipulation of the picosecond strain response of a metallic heterostructure consisting of a dysprosium (Dy) transducer and a niobium (Nb) detection layer by an external magnetic field. We utilize the first-order ferromagnetic–antiferromagnetic phase transition of the Dy layer, which provides an additional large contractive stress upon laser excitation compared to its zerofield response. This enhances the laser-induced contraction of the transducer and changes the shape of the picosecond strain pulses driven in Dy and detected within the buried Nb layer. Based on our experiment with rare-earth metals we discuss required properties for functional transducers, which may allow for novel field-control of the emitted picosecond strain pulses.
Verfasserangaben: | Maximilian MatternORCiD, Jan-Etienne PudellORCiDGND, Karine DumesnilORCiD, Alexander von ReppertORCiDGND, Matias BargheerORCiDGND |
---|---|
DOI: | https://doi.org/10.1016/j.pacs.2023.100463 |
ISSN: | 2213-5979 |
Titel des übergeordneten Werks (Englisch): | Photoacoustics |
Verlag: | Elsevier |
Verlagsort: | Amsterdam |
Publikationstyp: | Wissenschaftlicher Artikel |
Sprache: | Englisch |
Datum der Erstveröffentlichung: | 17.02.2023 |
Erscheinungsjahr: | 2023 |
Datum der Freischaltung: | 19.04.2023 |
Freies Schlagwort / Tag: | magnetostriction; nanoscale heat transfer; negative thermal expansion; picosecond ultrasonics; ultrafast photoacoustics; ultrafast x-ray diffraction |
Band: | 30 |
Aufsatznummer: | 100463 |
Seitenanzahl: | 7 |
Fördernde Institution: | Universität Potsdam |
Fördernde Institution: | Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) |
Fördernummer: | PA 2023_016 |
Fördernummer: | Projektnummer 491466077 |
Organisationseinheiten: | Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Physik und Astronomie |
DDC-Klassifikation: | 5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 530 Physik |
Peer Review: | Referiert |
Fördermittelquelle: | Publikationsfonds der Universität Potsdam |
Publikationsweg: | Open Access / Gold Open-Access |
Lizenz (Deutsch): | CC-BY - Namensnennung 4.0 International |
Externe Anmerkung: | Zweitveröffentlichung in der Schriftenreihe Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathemetisch-Naturwissenschaftliche Reihe ; 1321 |