德国亥姆霍兹研究中心协会 图为在测量过程中保持样品恒温的发光灯丝
信用:HZB 磁性固体可以用短激光脉冲快速消磁，市场上已经有所谓的HAMR(热辅助磁记录)存储器根据这一原理工作
然而，超快退磁的微观机制仍然不清楚
现在，HZB的一个团队在BESSY II上开发了一种新的方法来量化其中的一种机制，并将其应用于稀土元素钆，钆的磁性是由4f和5d壳层上的电子引起的
这项研究完成了该团队对镍和铁镍合金所做的一系列实验
了解这些机制对于开发超快数据存储设备非常有用
新材料应该能提高信息处理的效率，例如，通过超快自旋电子器件，用更少的能量输入来存储数据
但是到目前为止，超快退磁的微观机制还没有完全弄清楚
通常，退磁过程是通过向样品发送超短激光脉冲来研究的，从而加热样品，然后分析系统在随后的最初几皮秒内是如何演化的
晶格条件的快照 “我们的方法不同，”博士解释道
雷吉斯·德克尔，这项研究的主要作者
“在光谱采集过程中，我们将样品保持在一定的温度
我们在许多温度下都是这样做的，从-120℃到450℃，在之前的镍和镍的实验中，温度要高得多(1000℃)
这使我们能够量化每个温度下声子对超快退磁的影响，其中晶格、电子和自旋子系统的温度随时间演变
换句话说，通过将系统置于某一温度，我们在超短激光脉冲之后的给定时间捕获晶格条件，并在那里进行测量
" 钆检查 元素钆有4f和5d电子轨道，这两种轨道都有助于它的铁磁性
温度越高，晶体样品振动越大
正如物理学家所说——声子数量增加得越多，由于晶格中电子与声子的散射，自旋翻转就越有可能发生
区分散射率 利用非弹性X射线散射(RIXS)的方法，物理学家不仅能够确定给定温度下声子的数量，而且能够区分声子与4f电子和5d电子之间的相互作用
使用严格的X射线光谱对称性选择规则，该评估成功地区分了4f和5d电子的散射率
5d电子与声子相互作用 数据表明，局域4f电子与声子之间几乎没有任何散射，但大部分散射过程发生在5d电子与声子之间，因此自旋翻转只发生在那里
“我们的方法证明了电子-声子散射只适用于5d电子，而电子-声子散射是超快退磁的主要触发因素之一
有趣的是，它还显示了温度阈值的存在，该阈值取决于材料，低于该阈值，该机制不会发生
这表明在较低温度下存在另一种微观机制，正如理论预测的那样，”德克尔解释说
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