Исследуется эволюция полной намагниченности Ni–Fe гетероструктуры при релаксации неравновесных
неоднородных распределений намагниченности к равновесному состоянию. Такие распределения возникают
после воздействия фемтосекундного лазерного импульса в рамках супердиффузионного механизма сверх-
быстрого размагничивания. Учитывается как релятивистский (локальный), так и обменный (нелокальный)
механизм релаксации. Этот вопрос тем более интересен, что обменная релаксация сохраняет полную намагниченность образца. Для достаточно плавных распределений (характерные размеры порядка нескольких десятков нанометров) эволюция полной намагниченности определяется различными скоростями релятивистской релаксации в Ni и Fe. Однако для существенно неоднородных распределений намагниченности
(с масштабом в несколько нанометров, что реализуется в эксперименте) нелокальная релаксация проявляется
в том, что спиновый ток успевает перенести намагниченность из слоя Fe в Ni. При этом разная скорость релятивистских релаксаций в Ni и Fe проявляется в меньшей мере. Показано, что для экспериментально реализуемых параметров магнитного распределения в магнитных гетероструктурах вариация полной намагниченности уменьшается более чем в два раза за счет спинового тока.
Исследуется эволюция полной намагниченности Ni–Fe гетероструктуры при релаксации неравновесных
неоднородных распределений намагниченности к равновесному состоянию. Такие распределения возникают
после воздействия фемтосекундного лазерного импульса в рамках супердиффузионного механизма сверх-
быстрого размагничивания. Учитывается как релятивистский (локальный), так и обменный (нелокальный)
механизм релаксации. Этот вопрос тем более интересен, что обменная релаксация сохраняет полную намагниченность образца. Для достаточно плавных распределений (характерные размеры порядка нескольких десятков нанометров) эволюция полной намагниченности определяется различными скоростями релятивистской релаксации в Ni и Fe. Однако для существенно неоднородных распределений намагниченности
(с масштабом в несколько нанометров, что реализуется в эксперименте) нелокальная релаксация проявляется
в том, что спиновый ток успевает перенести намагниченность из слоя Fe в Ni. При этом разная скорость релятивистских релаксаций в Ni и Fe проявляется в меньшей мере. Показано, что для экспериментально реализуемых параметров магнитного распределения в магнитных гетероструктурах вариация полной намагниченности уменьшается более чем в два раза за счет спинового тока.
The evolution of the total magnetization of the Ni–Fe
heterostructure caused by the relaxation of nonequilibrium,
nonuniform magnetic distributions to the
equilibrium state is analyzed. Such distributions appear
after an action of the femtosecond laser pulse in the
framework of the superdiffusive mechanism of the ultrafast
demagnetization. Both the relativistic (local) and exchange
(nonlocal) mechanism of relaxations are accounted
for. This question is, a fortiori, interesting as the
nonlocal relaxation keeps the total magnetization of a
sample. For a sufficiently smooth distributions (characteristic
sizes of the order of tens nanometers) the evolution
of the total magnetization is determined by a difference
in relativistic relaxations in Ni and Fe. However for
a sufficiently sharp magnetic distributions (characteristic
sizes of the order of a few nanometers, what is realized
in experiments) the nonlocal relaxation manifests itself
through the spin current, which carries part of the magnetization
from the Fe to Ni layers. Thus different rates
of the relativistic relaxations in Ni and Fe influence the
total magnetization to a lesser degree. It is demonstrated
that for experimentally realized parameters of the magnetic
distributions in magnetic heterostructures a variation
of the total magnetization is reduces by more than
two times due to the spin current.
