Zestaw prac B: Zadanie 3.

Opracowanie teorii hybrydyzacji magnonono-plazmonowej i zastosowanie jej w ultraszybkim generowaniu prądu spinowego i pompowaniu spinu

Plazmonika, czyli badanie plazmonów, oraz magnonika, badanie magnonów, były dotychczas opracowywane niezależnie. Warto zauważyć, że metaliczne materiały magnetyczne wspierają zarówno transport ładunku, jak i magnonu. W metalicznych układach 3D w dyspersji plazmonowej występuje duża wewnętrzna przerwa energetyczna dla częstotliwości optycznej; takie układy nie mogą łączyć się z koherentnymi magnonami, które zwykle mają znacznie mniej energii. Jednak w metalicznych systemach 2D zależność dyspersyjna plazmonów jest pozbawiona w/w przerwy energetycznej. Dlatego też wzbudzanie plazmonów o energiach w zakresie koherentnych częstotliwości magnonowych, GHz dla ferromagnetyków i THz dla antyferromagnetyków, jest możliwe za pomocą ultraszybkich impulsów laserowych. Oczekuje się, że takie magnetoplazmony będą istotne z technologicznego punktu widzenia, ponieważ umożliwią rozwój urządzeń pracujących w zakresie subfalowym (ang. ,subwavelength-size)i ultraszybkiej dynamiki spinowej w nanoukładach.

Zamierzamy zbadać możliwość ultraszybkiej plazmonicznej generacji prądów spinowych oraz tempo zmian obsadzenia plazmonów. Rozważamy sformułowanie oddziaływania magnon-plazmon w skali mikroskopowej w metalicznych dwuwymiarowych układach magnetycznych. Korzystając z efektywnego hamiltonianu, określimy dyspersję plazmonową i magnonową dwuwymiarowego układu magnetycznego w ramach losowego przybliżenia fazowego. Następnie badamy ultraszybkie generowanie prądu spinowego za pomocą rezonansu magnonowo-plazmonowego.