«Размытая» граница между металлами в два раза повысила эффективность излучателя терагерцевых волн

Исследователи из Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе (Санкт-Петербург) в сотрудничестве с коллегами из Дальневосточного федерального университета (Владивосток), Сахалинского государственного университета (Южно-Сахалинск), Института физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН (Екатеринбург) и Университета Корё (Сеул, Южная Корея) нашли способ улучшить спинтронный ТГц-излучатель, состоящий из ферромагнитного кобальтового и немагнитного платинового слоев. Для этого необходимо сформировать между кобальтовым и платиновым слоями промежуточный слой с плавным градиентом этих металлов. Такой интерфейс получили методом магнетронного распыления с использованием сплавов кобальта и платины различного состава. Этот подход позволил сохранить кристаллическую структуру промежуточного слоя.

На образец подавали сверхкороткие лазерные импульсы и измеряли временной профиль генерируемого ТГц-излучения. Для сравнения ученые провели измерения со стандартным излучателем с резким переходом между слоями металлов. Эксперимент показал, что градиентный слой почти в два раза увеличил эффективность преобразования энергии лазерного импульса в ТГц-излучение по сравнению с традиционными структурами без плавного перехода между слоями.

Такой результат связан с тем, что через градиентный слой лучше проходит спиновый ток, возникающий в результате сверхбыстрого размагничивания кобальта под воздействием лазерных импульсов. Благодаря этому слой платины, преобразующий спиновый ток, испускает более мощные импульсы ТГц-излучения.