Spatially Inhomogeneous Ultrafast Demagnetization of a Nickel Magnetoplasmonic Crystal

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A 50% decrease in the magneto-optical Kerr effect is observed in the experiment on subpicosecond laser-induced demagnetization of the one-dimensional all-nickel magnetoplasmonic crystal. The femtosecond pulse energy density is comparable to that required to achieve similar values in thin films. Numerical calculations show that such a decrease is not governed by the uniform reduction of surface magnetization, but is the result of the appearance of demagnetized and non-demagnetized areas of the surface.

About the authors

I. A. Novikov

Faculty of Physics, Moscow State University

Email: fedyanin@nanolab.phys.msu.ru
119991, Moscow, Russia

M. A. Kir'yanov

Faculty of Physics, Moscow State University

Email: fedyanin@nanolab.phys.msu.ru
119991, Moscow, Russia

A. Yu. Frolov

Faculty of Physics, Moscow State University

Email: fedyanin@nanolab.phys.msu.ru
119991, Moscow, Russia

V. V Popov

Faculty of Physics, Moscow State University

Email: fedyanin@nanolab.phys.msu.ru
119991, Moscow, Russia

T. V. Dolgova

Faculty of Physics, Moscow State University

Email: fedyanin@nanolab.phys.msu.ru
119991, Moscow, Russia

A. A. Fedyanin

Faculty of Physics, Moscow State University

Author for correspondence.
Email: fedyanin@nanolab.phys.msu.ru
119991, Moscow, Russia

References

  1. E. Beaurepaire, J.-C. Merle, A. Daunois, and J.-Y. Bigot, Phys. Rev. Lett. 76, 4250 (1996).
  2. M. Pankratova, I. P Miranda, D. Thonig, M. Pereiro, E. Sj¨oqvist, A. Delin, O. Eriksson, and A. Bergman. Phys. Rev. B 106, 174407 (2022).
  3. B. Mueller and B. Rethfeld. Phys. Rev. B 90, 144420 (2014).
  4. B. Koopmans, J. J.M. Ruigrok, F. Dalla Longa, and W. J.M. de Jonge, Phys. Rev. Lett. 95, 267207 (2005).
  5. K. Carva, M. Battiato, and P.M. Oppeneer, Phys. Rev. Lett. 107, 207201 (2011).
  6. Z. Zheng, Q. Zheng, and J. Zhao. Phys. Rev. B 105, 085142 (2022).
  7. U. Atxitia and O. Chubykalo-Fesenko. Phys. Rev. B 84, 144414 (2011).
  8. K. Krieger, J. Dewhurst, P. Elliott, S. Sharma, and E. Gross, J. Chem. Theory Comput. 11, 4870 (2015).
  9. S.R. Acharya, V. Turkowski, G. Zhang, and T. S. Rahman, Phys. Rev. Lett. 125, 017202 (2020).
  10. H. Hamamera, F. S.M. Guimar aes, M. dos Santos Dias, and S. Lounis, Commun. Phys. 5, 16 (2022).
  11. A. Eschenlohr, M. Battiato, P. Maldonado, N. Pontius, T. Kachel, K. Holldack, R. Mitzner, A. F¨ohlisch, P.M. Oppeneer, and C. Stamm, Nat. Mater. 12, 332 (2013).
  12. G. Salvatella, R. Gort, K. B¨uhlmann, S. D¨aster, A. Vaterlaus, and Y. Acremann, Struct. Dyn. 3, 055101 (2016).
  13. K. Krieger, P. Elliott, T. M¨uller, N. Singh, J. Dewhurst, E. Gross, and S. Sharma, J. Phys. Condens. Matter 29, 224001 (2017).
  14. K. Kuiper, G. Malinowski, F. Dalla Longa, and B. Koopmans, J. Appl. Phys. 109, 07D316 (2011).
  15. Y. Kivshar, Nano Lett. 22, 3513 (2022).
  16. A.A. Popkova, I.M. Antropov, G. I. Tselikov, G.A. Ermolaev, I. Ozerov, R.V. Kirtaev, S.M. Novikov, A.B. Evlyukhin, A.V. Arsenin, V.O. Bessonov, V. S. Volkov, and A.A. Fedyanin, Laser Photonics Rev. 16, 2100604 (2022).
  17. Z. Sadrieva, K. Frizyuk, M. Petrov, Y. Kivshar, and A. Bogdanov, Phys. Rev. B, 100, 115303 (2019).
  18. А.М. Черняк, М. Г. Барсукова, А.С. Шорохов, А.И. Мусорин, А.А. Федянин, Письма в ЖЭТФ 111, 40 (2020)
  19. A.M. Chernyak, M.G. Barsukova, A. S. Shorokhov, A. I. Musorin, and A.A. Fedyanin, JETP Lett. 111, 46 (2020).
  20. D.O. Ignatyeva, D. Karki, A.A. Voronov, M.A. Kozhaev, D.M. Krichevsky, A. I. Chernov, M. Levy, and V. I. Belotelov, Nat. Commun. 11, 5487 (2020).
  21. Д.А. Шилкин, А.А. Федянин, Письма вЖЭТФ 115, 157 (2022)
  22. D.A. Shilkin and A.A. Fedyanin, JETP Lett. 115, 136 (2022).
  23. B. I. Afinogenov, V.O. Bessonov, I.V. Soboleva, and A.A. Fedyanin, ACS Photonics 6, 844 (2019).
  24. K.A. Willets and R.P. van Duyne, Annu. Rev. Phys. Chem. 58, 267 (2007).
  25. N. Maccaferri, A. Gabbani, F. Pineider, T. Kaihara, T. Tapani, and P. Vavassori, Appl. Phys. Lett. 122, 120502 (2023).
  26. V.G. Kravets, A.V. Kabashin, W. L. Barnes, and A.N. Grigorenko, Chem. Rev. 118, 5912 (2018).
  27. A. I. Musorin, A.V. Chetvertukhin, T.V. Dolgova, H. Uchida, M. Inoue, B. S. Luk'yanchuk, and A.A. Fedyanin, Appl. Phys. Lett. 115, 151102 (2019).
  28. W. L. Barnes, A. Dereux, and T.W. Ebbesen, Nature 424, 824 (2003).
  29. M.R. Shcherbakov, P.P. Vabishchevich, A.Yu. Frolov, T.V. Dolgova, and A.A. Fedyanin, Phys. Rev. B 90, 201405 (2014).
  30. D.V. Murzin, A.Yu. Frolov, K.A. Mamian, V.K. Belyaev, A.A. Fedyanin, and V.V. Rodionova, Opt. Mater. Express 13, 171 (2023).
  31. A.N. Koya, M. Romanelli, J. Kuttruff et al. (Collaboration), Appl. Phys. Rev. 10, 021318 (2023).
  32. D. Ryabov, O. Pashina, G. Zograf, S. Makarov, and M. Petrov, Nanophotonics 11, 3981 (2022).
  33. G. Zograf, K. Koshelev, A. Zalogina, V. Korolev, R. Hollinger, D.-Y. Choi, M. Zuerch, C. Spielmann, B. Luther-Davies, D. Kartashov, S.V. Makarov, S. S. Kruk, and Y. Kivshar, ACS Photonics 9, 567 (2022).
  34. M.A. Kiryanov, A.Yu. Frolov, I.A. Novikov, P.A. Kipp, P.K. Nurgalieva, V.V. Popov, A.A. Ezhov, T.V. Dolgova, and A.A. Fedyanin, APL Photonics 7, 026104 (2022).
  35. V.K. Belyaev, V.V. Rodionova, A.A. Grunin, M. Inoue, and A.A. Fedyanin, Sci. Rep. 10, 7133 (2020).
  36. A.Yu. Frolov, M.R. Shcherbakov, and A.A. Fedyanin, Phys. Rev. B 101, 045409 (2020).
  37. M. Kataja, F. Freire Fernandez, J. Witteveen, T. Hakala, P. T¨orm¨a, and S. Dijken, Appl. Phys. Lett. 112, 072406 (2017).
  38. H. Xu, G. Hajisalem, G. Steeves, R. Gordon, and B.-C. Choi, Sci. Rep. 5, 15933 (2015).
  39. I.A. Novikov, M.A. Kiryanov, P.K. Nurgalieva, A.Yu. Frolov, V.V. Popov, T.V. Dolgova, and A.A. Fedyanin, Nano Lett. 20, 8615 (2020).
  40. M. Taghinejad, H. Taghinejad, Z. Xu, K.-T. Lee, S.P. Rodrigues, J. Yan, A. Adibi, T. Lian, and W. Cai, Nano Lett. 18, 5544 (2018).
  41. A. Schirato, M. Maiuri, A. Toma, S. Fugattini, R. Proietti Zaccaria, P. Laporta, P. Nordlander, G. Cerullo, A. Alabastri, and G. Della Valle, Nat. Photon. 14, 723 (2020).
  42. G.V. Hartland, Chem. Rev. 111, 3858 (2011).
  43. М.А. Кирьянов, Г.С. Останин, Т.В. Долгова, М. Иноуэ, А.А. Федянин, Письма вЖЭТФ 117, 201 (2023)
  44. M.A. Kiryanov, G. S. Ostanin, T.V. Dolgova, M. Inoue, and A.A. Fedyanin, JETP Lett. 117, 196 (2023).
  45. C. Voisin, D. Christofilos, N. Del Fatti, F. Vall'ee, B. Pr'evel, E. Cottancin, J. Lerm'e, M. Pellarin, and M. Broyer, Phys. Rev. Lett. 85, 2200 (2000).
  46. T. Roth, A. J. Schellekens, S. Alebrand, O. Schmitt, D. Steil, B. Koopmans, M. Cinchetti, and M. Aeschlimann, Phys. Rev. X 2, 021006 (2012).
  47. K. Krieger, P. Elliott, T. M¨uller, N. Singh, J. Dewhurst, E. Gross, and S. Sharma, J. Phys. Condens. Matter 29, 224001 (2017).
  48. U. Bierbrauer, S.T. Weber, D. Schummer, M. Barkowski, A.-K. Mahro, S. Mathias, H.C. Schneider, B. Stadtm¨uller, M. Aeschlimann, and B. Rethfeld, J. Phys., Condens. Matter 29, 244002 (2017).
  49. С.И. Анисимов, Б.Л. Капелиович, Т.Л. Перельман, ЖЭТФ 66, 776 (1974).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».