論文の概要: Magneto-optical Kerr effect in pump-probe setups

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.16014v1
• Date: Wed, 17 Dec 2025 22:41:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-19 18:10:31.843743
• Title: Magneto-optical Kerr effect in pump-probe setups
• Title（参考訳）: ポンププローブ装置における磁気光学カー効果
• Authors: Amir Eskandari-asl, Adolfo Avella,
• Abstract要約: 超高速ポンプ・プローブ装置における時間分解型磁気光学カー効果の一般的な理論的枠組みを開発する。 我々はこの形式を利用してポストポンプ光伝導率とケーラー回転を表現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We develop a general theoretical framework for computing the time-resolved magneto-optical Kerr effect in ultrafast pump-probe setups, formulated within the Dynamical Projective Operatorial Approach (DPOA) and its application to the generalized linear-response theory for pumped systems. Furthermore, we exploit this formalism to express the post-pump optical conductivity and consequently the Kerr rotation in terms of the time-evolved single-particle density matrix (SPDM), providing a transparent and computationally efficient description of photo-excited multi-band systems. This extension, in addition to its lower computational cost, has the advantage of allowing the inclusion of phenomenological damping. We illustrate the formalism using both (i) a two-band tight-binding model, which captures the essential physics of ultrafast spin-charge dynamics and the Kerr rotation, and (ii) weakly spin-polarized germanium, as a realistic playground with a complex band structure. The results demonstrate that, by exploiting DPOA and/or its SPDM extension, one can reliably reproduce both the short-time features under the pump-pulse envelope and the long-time dynamics after excitation, offering a versatile framework for analyzing time-resolved magneto-optical Kerr effect experiments in complex materials. Moreover, this analysis clearly shows that the Kerr rotation can be used to deduce experimentally the relevant n-photon resonances for a given specific material.
• Abstract（参考訳）: 我々は,DPOA(Dynamical Projective Operatorial Approach)で定式化された超高速ポンプ・プローブ装置における時間分解型磁気光学カー効果の一般理論フレームワークを開発し,そのポンプシステムに対する一般化線形応答理論への応用について述べる。 さらに, この定式化を利用して, 光励起多バンド系を透過的かつ計算的に記述し, 時間発展単粒子密度行列 (SPDM) でカー回転を表現する。 この拡張は、計算コストの低減に加えて、現象学的減衰を取り入れることができるという利点がある。 両者を用いて形式主義を説明する。 (i)超高速スピンチャージ力学とカー回転の基本物理を捉える2バンド強結合モデル (II) 複雑なバンド構造を持つ現実的な遊び場として、弱いスピン偏極ゲルマニウム。 その結果、DPOAおよび/またはSPDM拡張を利用することで、ポンプパルスエンベロープ下での短時間特性と励起後の長時間力学の両方を確実に再現することができ、複合材料における時間分解型磁気光学カー効果実験を解析するための汎用的な枠組みを提供することができた。 さらに、この分析はカー回転が与えられた特定の物質のn-光子共鳴を実験的に推論するために用いられることを明らかに示している。

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