Electronic energy transport in nanoscale Au/Fe hetero-structures in the perspective of ultrafast lattice dynamics

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We study the ultrafast electronic transport of energy in a photoexcited nanoscale Au/Fe hetero-structure by modeling the spatiotemporal profile of energy densities that drives transient strain, which we quantify by femtosecond x-ray diffraction. This flow of energy is relevant for intrinsic demagnetization and ultrafast spin transport. We measured lattice strain for different Fe layer thicknesses ranging from few atomic layers to several nanometers and modeled the spatiotemporal flow of energy densities. The combination of a high electron-phonon coupling coefficient and a large Sommerfeld constant in Fe is found to yield electronic transfer of nearly all energy from Au to Fe within the first hundreds of femtoseconds.

Metadaten
Verfasserangaben:	Maximilian Mattern ORCiD, Alexander von Reppert ORCiD GND, Steffen Peer Zeuschner ORCiD GND, Jan-Etienne Pudell ORCiD GND, F. Kühne, Detlef Diesing ORCiD, Marc Herzog ORCiD GND, Matias Bargheer ORCiD GND
DOI:	https://doi.org/10.1063/5.0080378
ISSN:	0003-6951
ISSN:	1077-3118
Titel des übergeordneten Werks (Englisch):	Applied physics letters
Verlag:	AIP Publishing
Verlagsort:	Melville
Publikationstyp:	Wissenschaftlicher Artikel
Sprache:	Englisch
Datum der Erstveröffentlichung:	28.02.2022
Erscheinungsjahr:	2022
Datum der Freischaltung:	02.02.2024
Band:	120
Ausgabe:	9
Aufsatznummer:	092401
Seitenanzahl:	5
Fördernde Institution:	Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation) [BA; 2281/11-1 Project-No, 328545488 -TRR 227, 278162697-SFB 1242]
Organisationseinheiten:	Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Physik und Astronomie
DDC-Klassifikation:	5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 530 Physik
Peer Review:	Referiert
Lizenz (Deutsch):	Keine öffentliche Lizenz: Unter Urheberrechtsschutz