太赫兹光谱在自旋电子学中的应用

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作者：马国宏

出版社：华东理工大学出版社

本类榜单：自然科学

分类：自然科学 > 物理学 > 理论物理学

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ISBN：9787562863595
装帧：一般胶版纸
册数：暂无
重量：暂无
开本：16开
页数：284
出版时间：2021-08-01
条形码：9787562863595 ; 978-7-5628-6359-5

本书特色

"战略前沿新技术——太赫兹出版工程”是华东理工大学出版社重大学术出版项目，得到了中国科学院雷啸霖院士、中国工程院庄松林院士等国内知名专家学者的大力支持。丛书总主编曹俊诚，中科院上海微系统与信息技术研究所研究员，国家杰出青年基金获得者（2004）、中科院“百人计划”入选者（2009）、国务院政府特殊津贴获得者、国家科技部重大仪器专项首席科学家。丛书共14分册，具体分为太赫兹源、太赫兹探测及太赫兹应用三大部分，阐释太赫兹测试过程中的各种前沿技术，详细介绍太赫兹基础性能研究以及太赫兹技术在国防、安全、通信、医疗、天文等诸多领域的应用，结合创作者多年的相关研究成果和实践经验，借鉴和归纳总结国内外相关研究领域专家学者和科研人员的研究成果，是国内首套全面、详细介绍太赫兹技术的原创丛书，代表了国内一流研究水平，为该领域专业人员提供关键技术参考，旨在加强先进技术的研发、推广和应用。本书为“战略前沿新技术——太赫兹出版工程”13分册，全书采用80克雅质纸，彩色印刷。本书主要介绍了太赫兹光谱在自旋电子学中的应用,包括太赫兹概述和光谱技术、太赫兹波与磁有序介质的相互作用，以及太赫兹强场与电子自旋的非线性相互作用。本书可作为太赫兹光谱、太赫兹自旋电子学等研究领域科研人员和相关学科研究生的参考书和工具书,为将要从事该研究的科研工作者提供一定的参考和借鉴,亦可供有关工程技术人员参考。

内容简介

本书主要介绍了太赫兹光谱在自旋电子学中的应用,包括三个部分,首部分包括1~3章,介绍了太赫兹概述和光谱技术;第二部分为本书的重点,包括第4~6章,主要介绍了太赫兹波与磁有序介质的相互作用;第三部分包括第7、8章,介绍了太赫兹强场与电子自旋的非线性相互作用,进而实现自旋波的太赫兹非线性调控。本书可作为太赫兹光谱、太赫兹自旋电子学等研究领域科研人员和相关学科研究生的参考书和工具书,为将要从事该研究的科研工作者提供一定的参考和借鉴,亦可供有关工程技术人员参考。

1 THz辐射特点概述001
1.1 THz辐射及其应用简述003
1.2 THz波与磁有序介质相互作用概述005
2 基于光子学方法THz辐射脉冲的产生与探测011
2.1 THz辐射脉冲013
2.1.1 光电导天线产生THz辐射脉冲013
2.1.2 光整流产生THz辐射脉冲017
2.2 THz辐射脉冲探测023
2.2.1 光电导天线探测技术024
2.2.2 自由空间电光取样探测技术025
2.3 强THz辐射脉冲的产生028
2.3.1 切连科夫辐射(Cerenkovradiation)产生强THz辐射脉冲029
2.3.2 空气等离子体产生太赫兹波033
2.3.3 飞秒脉冲光学差频产生强THz辐射脉冲036
3 THz光谱技术039
3.1 THz时域光谱041
3.1.1 抽运探测技术041
3.1.2 THz时域光谱数据采集043
3.1.3 块体材料THz光学参数的提取047
3.1.4 导电薄膜的THz复电导率的提取050
3.1.5 THz光谱分析053
3.1.6 几种常见的介电函数模型054
3.2 THz时间分辨光谱057
3.2.1 光抽运THz探测光谱及应用057
3.2.2 THz抽运光探测光谱及应用060
3.2.3 THz抽运THz探测光谱及应用062
3.3 THz磁光效应及应用063
3.3.1 法拉第效应———透射测量064
3.3.2 克尔效应———反射测量066
3.3.3 THz波段法拉第旋转角和椭圆率的测量067
4 太赫兹自旋波及其相干控制071
4.1 反铁磁模式THz波共振激发及探测074
4.1.1 反铁磁晶体磁结构及磁相变074
4.1.2 THz磁场对反铁磁模式的共振激发077
4.1.3 RFeO3 中THz波段复磁导率和折射率计算082
4.2 RFeO3 自旋重取向相变THz探测085
4.2.1 温度诱导自旋重取向086
4.2.2 磁场诱导自旋重取向095
4.2.3 稀土离子掺杂调控晶体自旋重取向103
4.3 自旋波的THz相干控制110
4.3.1 双THz辐射脉冲对自旋波的相干控制110
4.3.2 单THz辐射脉冲对自旋波的相干控制:晶体各向异性114
4.4 晶体场中稀土离子的能级劈裂及选择跃迁117
4.5 总结与展望126
5 基于电子自旋的THz传输特性127
5.1 等离子体激元介质中电子自旋依赖的THz传输129
5.1.1 基于磁性纳米颗粒团簇的THz波调制129
5.1.2 基于亚波长双金属铁磁/非磁微粒组合结构的THz调制133
5.2 自旋分辨的电子输运参数的THz光谱研究137
5.2.1 巨磁阻效应138
5.2.2 磁输运参数的THz探测141
5.3 THz频段的反常霍尔效应145
5.3.1 霍尔效应、反常霍尔效应与自旋霍尔效应145
5.3.2 磁光效应与反常霍尔效应的理论联系146
5.3.3 反常霍尔效应的THz探测148
6 基于电子自旋的THz辐射特性153
6.1 铁磁薄膜超快退磁THz辐射156
6.2 瞬态逆自旋霍尔效应实现高功率THz辐射159
6.3 Rashba界面上的THz辐射171
6.4 飞秒激光诱导反铁磁晶体的窄带THz辐射特性174
6.5 顺磁性晶体的THz切连科夫辐射179
6.6 本章小结181
7 THz强场与磁有序介质的非线性作用183
7.1 THz强磁场诱导非线性塞曼转矩186
7.1.1 THz强磁场诱导反铁磁非线性磁化动力学186
7.1.2 THz强磁场驱动自旋磁化翻转190
7.1.3 自旋轨道矩驱动反铁磁共振的THz光谱探测193
7.2 THz强场驱动超快磁动力学196
7.2.1 相位锁定的强THz辐射脉冲诱导非共振磁动力学197
7.2.2 THz驱动超快自旋晶格散射201
7.3 THz强场驱动的有效磁场205
7.3.1 THz场驱动的各向异性场实现非线性自旋控制205
7.3.2 光驱动声子产生有效磁场209
7.4 THz强场驱动反铁磁体二次谐波产生213
7.5 本章小结218
8 腔结构中磁模式与THz的非线性耦合219
8.1 强耦合效应理论背景简介222
8.1.1 经典谐振子模型223
8.1.2 半经典模型224
8.1.3 全量子力学模型224
8.2 一维光腔中THz光子与磁振子间的强耦合效应225
8.2.1 稀土铁氧化物法布里珀罗腔中THz波与自旋波的强耦合效应226
8.2.2 一维光子晶体腔中THz波与二维电子气朗道能级的强相互作用233
8.3 二维超结构光腔中THz光子与2DEG朗道能级间的强耦合效应237
8.4 稀土铁氧化物中稀土离子能级与磁振子间的强耦合效应241
8.5 本章小结249
参考文献250
索引260

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作者简介

马国宏，男，博士，教授，博士生导师，首批上海市 “东方学者”特聘教授。美国光学学会会员，新加坡材料研究会会员。上海大学理学院物理系副主任，主管研究生教育，电子信息科学与技术教研组组长。1993年毕业于河南大学，2001年获复旦大学光学专业博士学位。2001-2005年在新加坡国立大学做Research Fellow。2005年至今，于上海大学担任教授。在国内外学术期刊Physical Review B、Applied Physics Letters、Optics Letters、Optics Express等发表学术论文80余篇。金钻明，男，副教授，硕士生导师。2015年入选首届上海高校青年东方学者， 2017年入选“晨光计划”。入选2018年度上海市青年科技启明星计划。2013年获上海大学博士学位，博士学位论文获得2014年上海市研究生优秀成果（博士学位论文）。2013-2015年在德国马克斯普朗克高分子研究所从事博士后研究工作。2015年9月起于上海大学任教，任特聘副研究员。2019年10月起于上海理工大学任副教授。从事超快激光时域光谱和太赫兹光谱学，研究领域主要涉及光子与凝聚态物质中电子自旋相互作用及其动力学的研究。目前主持一项国家自然科学基金青年项目和一项面上项目，参与一项国家自然科学基金重点项目。

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