- PII
- S0370274X25020076-1
- DOI
- 10.31857/S0370274X25020076
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 121 / Issue number 3-4
- Pages
- 215-222
- Abstract
- В работе экспериментально исследованы спектральные свойства терагерцового излучения спинтрон-ного эмиттера на основе гетероструктуры ферромагнетик/тяжелый металл (Co(2нм)/Р1(2нм)), а также изготовленной из нее периодической системы полос (период от 4 мкм до 1 мм). Продемонстрированы два основных механизма, определяющие ТГц спектр таких источников. Первый из них наблюдается как в сплошной многослойной пленке, так и в периодической решетке. Он заключается в том, что в результате интерференции сигнала от разных пространственных областей эмиттера амплитуда волны спадает с увеличением угла между нормалью к пленке и направлением распространения излучения, причем характерный масштаб спада зависит от длины волны. Это приводит к смещению максимума спектральной амплитуды излучения в область более низких частот при увеличении угла направления распространения излучения. Второй механизм проявляется только в периодической системе полос. Он состоит в том, что при намагничивании периодических решеток с малым периодом вдоль полос ТГц излучение подавляется в результате накопления заряда на их границах. Данный эффект является более существенным для больших длин волн и поэтому сопровождается сдвигом спектрального максимума в область высоких частот. Исследованные в настоящей работе механизмы позволят в перспективе создавать спинтронные источники ТГц излучения с заданным положением максимума спектральной амплитуды ТГц излучения.
- Keywords
- Date of publication
- 16.09.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 13
References
- 1. T. Kampfrath, M. Battiato, P. Maldonado, G. Eilers, J. Nötzold, S. Mahrlein, V. Zbarsky, F. Freimuth, Y. Mokrousov, S. Blügel, M. Wolf, I. Radu, P. M. Oppeneer, M. Münzenberg, Nat. Nanotechnol. 8, 256 (2013).
- 2. T. Seifert, S. Jaiswal, U. Martens et al. (Collaboration), Nat. Photonics 10, 483 (2016).
- 3. C. Bull, S. M. Hewett, R. Ji, C.-H. Lin, T. Thomson, D. M. Graham, and P. W. Nutter, APL Mater. 9, 090701 (2021).
- 4. J. Sinova, S. O. Valenzuela, J. Wunderlich, C. H. Back, and T. Jungwirth, Rev. Mod. Phys. 87, 1213 (2015).
- 5. М. И. Дьяконов, В. И. Перель, Письма в ЖЭТФ 13, 657 (1971).
- 6. Е. А. Караштин, Письма в ЖЭТФ 108, 88 (2018).
- 7. J. C. Rojas Sanchez, L. Vila, G. Desfonds, S. Gambarelli, J. P. Attane, J. M. De Teresa, C. Magen, A.Fert, Nat. Commun. 4, 2944 (2013).
- 8. E. Lesne, Yu Fu, S. Oyarzun et al. (Collaboration), Nat. Mater. 15, 1261 (2016).
- 9. K. Cong, E. Vetter, L. Yan, Y. Li, Q. Zhang, Y. Xiong, H. Qu, R. D. Schaller, A. Hoffmann, A. F. Kemper, Y. Yao, J. Wang, W. You, H. Wen, W. Zhang, and D. Sun, Nat. Commun. 12, 5744 (2021).
- 10. E. Th. Papaioannou and R. Beigang, Nanophotonics 10(4), 1243 (2021).
- 11. R. Rouzegar, A. L. Chekhov, Y. Behovits, B. R. Serrano, M. A. Syskaki, C. H. Lambert, D. Engel, U. Martens, M. Muünzenberg, M. Wolf, G. Jakob, M. Klüaui, T. S. Seifert, and T. Kampfrath, Phys. Rev. Applied 19, 034018 (2023).
- 12. L. Zhang, X. Zeng, D. Zhang, T. Wen, Z. Zong, H. Zhang, and L. Jin, Appl. Phys. Lett. 125, 152401 (2024).
- 13. А. А. Гуськов, Н. В. Безвиконный, С. Д. Лавров, Russian Technological Journal 12, 96 (2024).
- 14. H. Cheng, Y. Wang, H. He, Q. Huang, and Y. Lu, Phys. Rev. B 105, 155141 (2022).
- 15. G. Li, R. Medapalli, R. V. Mikhaylovskiy, F. E. Spada, Th. Rasing, E. E. Fullerton, and A. V. Kimel, Phys. Rev. Mater. 3, 084415 (2019).
- 16. L. Scheuer, M. Ruhwedel, D. Karfaridis, I. G. Vasileiadis, D. Sokoluk, G. Torosyan, G. Vourlias, G. P. Dimitra-kopoulos, M. Rahm, B. Hillebrands, Th. Kehagias, R. Beigang, and E. Th. Papaioannou, iScience 25, 104319 (2022).
- 17. D. Yang, J. Liang, C. Zhou, L. Sun, R. Zheng, S. Luo, Y. Wu, and J. Qi, Adv. Opt. Mater. 4, 1944 (2016).
- 18. D. M. Nenno, R. Binder, and H. C. Schneider, Phys. Rev. Appl. 11, 054083 (2019).
- 19. Z. Feng, R. Yu, Y. Zhou, H. Lu, W. Tan, H. Deng, Q. Liu, Z. Zhai, L. Zhu, J. Cai, B. Miao, and H. Ding, Adv. Opt. Mater. 6, 1800965 (2018).
- 20. Y. Ogasawara, Y. Sasaki, S. Iihama, A. Kamimaki, K. Z. Suzuki, and S. Mizukami, Appl. Phys. Express 13, 063001 (2020).
- 21. M. Fix, R. Schneider, S. Michaelis de Vasconcellos, R. Bratschitsch, and M. Albrecht, Appl. Phys. Lett. 117, 132407 (2020).
- 22. E. A. Karashtin, N. S. Gusev, M. V. Sapozhnikov, P. Yu. Avdeev, E. D. Lebedeva, A. V. Gorbatova, A. M. Buryakov, and E. D. Mishina, Phys. Rev. Applied 22, 054075 (2024).
- 23. D. Kong, X. Wu, B. Wang, T. Nie, M. Xiao, C. Pandey, Y. Gao, L. Wen, W. Zhao, C. Ruan, J. Miao, Y. Li, and L. Wang, Adv. Opt. Mater. 7, 1900487 (2019).
- 24. P. Li, S. Liu, X. Chen, C. Geng, and X. Wu, Front. Optoelectron. 15, 12 (2022).
- 25. S. M. Hewett, C. Bull, A. M. Shorrock, C.-H. Lin, R. Ji, M. T. Hibberd, T. Thomson, P. W. Nutter, and D. M. Graham, Appl. Phys. Lett. 120, 122401 (2022).
- 26. A. M. Buryakov, A. V. Gorbatova, P. Y. Avdeev, E. D. Lebedeva, K. A. Brekhov, A. V. Ovchinnikov, N. S. Gusev, E. A. Karashtin, M. V. Sapozhnikov, E. D. Mishina, N. Tiercelin, and V. L. Preobrazhensky, Appl. Phys. Lett. 123, 082404 (2023).
- 27. W. Wu, S. Lendinez, M. Taghipour Kaffash, R. D. Schaller, H. Wen, and M. B. Jungfleisch, J. Appl. Phys. 128, 103902 (2020).
- 28. B. Song, Y. Song, S. Zhang, K. Jin, W. Zhu, Q. Li, Z. Zhang, X. Lin, Y. Dai, and X. Yan, Appl. Phys. Express 12, 122003 (2019).
- 29. Z. Jin, S. Zhang, W. Zhu, Q. Li, W. Zhang, Z. Zhang, S. Lou, Y. Dai, X. Lin, G. Ma, and J. Yao, Phys. Status Solidi Rapid Res. Lett. 13, 1900057 (2020).
- 30. A. Buryakov, P. Avdeev, D. Khusyainov, N. Bezvikon-nyy, A. Coclet, A. Klimov, N. Tiercelin, S. Lavrov, and V. Preobrazhensky, Nanomaterials 13(11), 1710 (2023).
