論文の概要: Electron transport under an ultrafast laser pulse: Implication for spin
transport
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.13246v1
- Date: Fri, 20 Oct 2023 03:03:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-24 00:34:34.069373
- Title: Electron transport under an ultrafast laser pulse: Implication for spin
transport
- Title（参考訳）: 超高速レーザーパルスによる電子輸送:スピン輸送への応用
- Authors: Robert Meadows, Y. Xue, Nicholas Allbritton and G. P. Zhang
- Abstract要約: 磁場bfBは光伝播方向に沿って移動する電子を操縦するが、その強い横運動は局所励起をもたらす。
レーザーパルスは電子を軸方向に沿って20から262 $rm AA$で駆動し、実験と一致する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Laser-driven electron transport across a sample has garnered enormous
attentions over several decades, because it potentially allows one to control
spin transports in spintronics. But light is a transverse electromagnetic wave,
how an electron acquires a longitudinal velocity has been very puzzling. In
this paper, we show a general mechanism is working. It is the magnetic field
{\bf B} that steers the electron moving along the light propagation direction,
while its strong transverse motion leads to local excitation. We employ the
formalism put forth by Varga and Toroke to show that if we only include {\bf
E}, the electron only moves transversely with a large velocity. Including both
{\bf B} and {\bf E} and using real experimental laser parameters, we are able
to demonstrate that a laser pulse can drive the electron along the axial
direction by 20 to 262 $\rm \AA$, consistent with the experiments. The key
insight is that {\bf B} changes the direction of the electron and allows the
electron to move along the Poynting vector of light. Our finding has an
important consequence. Because a nonzero {\bf B} means a spatially dependent
vector potential ${\bf A} (\br,t)$, ${\bf B}=\nabla \times {\bf A}(\br,t)$,
this points out that the Coulomb gauge, that is, replacing ${\bf A}(\br,t)$ by
a spatial independent ${\bf A}(t)$, is unable to describe electron and spin
transport under laser excitation. Our finding is expected to have a potential
impact on the ongoing investigation of laser-driven spin transport.
- Abstract（参考訳）: 試料をレーザーで駆動する電子輸送は、スピントロニクスのスピン輸送を制御できる可能性があり、数十年にわたって大きな注目を集めてきた。
しかし、光は逆の電磁波であり、電子が長手速度を得る方法は非常に混乱している。
本稿では,一般的なメカニズムが機能していることを示す。
光伝播方向に沿って移動する電子を操縦する磁場 {\bf B} であり、その強い横運動は局所励起をもたらす。
varga と toroke は形式論を用いて、もし {\bf e} だけを含むならば、電子は大きな速度で横方向にのみ動くことを示した。
{\bf B} と {\bf E} を両方含み、実際の実験的レーザーパラメータを用いて、レーザーパルスが電子を軸方向に沿って20～262$\rm \AA$で駆動できることを実証することができる。
重要な洞察は、bf B} が電子の方向を変え、電子が光のポインティングベクトルに沿って動くことを可能にすることである。
私たちの発見は重要な結果をもたらす。
非零な {\bf b} は空間依存ベクトルポテンシャル ${\bf a} (\br,t)$, ${\bf b}=\nabla \times {\bf a}(\br,t)$ を意味するので、coulombゲージ、すなわち${\bf a}(\br,t)$ を空間独立な${\bf a}(t)$ で置き換えると、レーザー励起下で電子とスピン輸送を記述することができない。
我々の発見は、レーザー駆動スピン輸送の現在進行中の調査に潜在的に影響を及ぼすことが期待されている。
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