Ultrafast Two-Magnon Excitation in Two-Dimensional Antiferromagnetic Insulators

• Main Author: Haug, Trond Hjerpekjøn
• Format: Dissertation
• Language: Norwegian

Spinneksitasjoner i todimensjonale antiferromagnetiske materialer manifesteres som spinnbølger som også er kjent som magnoner. Magnoner er bosoniske kvasipartikler som kan eksiteres ved hjelp av en laserindusert forstyrrelse av utvekslingsinteraksjonene mellom spinn, noe som tillater ultrarask generering og kontroll av disse partiklene. Dette kan potensielt utnyttes i høyhastisghetsprossessering av data. Jeg presenterer kvanteteorien for å beskrive dynamikken som følger av den optiske eksitasjonen og viser hvordan magnonene induserer oscillasjoner i den antiferromagnetiske Néel-vektoren som ikke kan forklares ved hjelp av semiklassisk teori. En forbindelse dras mellom operatorer som virker på magnonpar og gruppa SU(1,1), noe som gjør en representasjon av kvanttilstanden til magneten som et direkte produkt av Perelomovs koherente tilstander mulig. Effekten av romlige ikke-uniforme optiske eksitasjonsfelt blir studert ved hjelp av teknikkene som viste seg effektive for å beskrive eksitasjoner fra uniforme felt. Jeg diskuterer generaliseringa av den ordinære Bogoliubovtransformasjonen og benytter den på Hamiltonoperatoren som er et resultat av ikke-uniforme felt, før jeg presenterer hvordan øyeblikksapproksimasjonen potensielt kan benyttes til å numerisk finne kvantetilstanden til antiferromagneten etter eksitasjon fra lys med enhver mulig romlig variasjon i intensitet.