近日，中國科學院合肥物質院強磁場中心盛志高研究員與荷蘭Radboud大學A.V. kimel教授等團隊合作，依托穩態強磁場實驗裝置（SHMFF），在2D vdW鐵磁體Fe3GeTe2中，借助強磁場下的時間分辨磁光克爾技術，實現了強磁場對激光誘導超快退磁效應的調控，發現強磁場既能加快退磁速度，又能抑制退磁效率。該成果于2025年5月23日在線發表于國際權威期刊National Science Review。
1996年人們發現激光脈沖能誘導鐵磁Ni的自旋，在飛秒級（10-15s）時間尺度上實現了超快退磁效應。這一發現開辟了超快自旋動力學研究的新領域，不僅為理解電子自旋、晶格和電荷之間的能量傳遞機制提供了全新視角，而且為開發超高速磁存儲和邏輯器件奠定了基礎。超快退磁過程包含了電子自旋、晶格振動和電荷載流子之間的復雜耦合作用，是多種能量傳遞通道競爭的結果。在不同耦合作用條件下可以出現飛秒級快過程、也可能出現皮秒級慢過程。如果能抑制/調控慢過程，有望將自旋相關數據處理速度提升至飛秒量級，或將徹底改變信息存儲與處理的范式。因此，超快退磁的調控與機制研究一直是自旋電子學領域的核心議題之一。
相對于其它外場（溫度、壓力等），磁場能直接作用于物質中的自旋角動量，是調控自旋的有效手段。然而，除了極少數的實驗觀察和理論預測外，絕大多數超快退磁研究都是在遠低于1 T的磁場中進行的。磁場這一重要調控自由度被長期忽略，關于超快退磁的磁控效應與機理，也尚未進行系統研究。
圖.?二維FGT中磁控超快退磁加速效應。
研究團隊首次證實了磁場對超快退磁過程的速度、效率具有雙重調控作用。團隊通過SHMFF強磁場下時間分辨磁光克爾效應技術，在二維vdW鐵磁體Fe3GeTe2中發現，7 T磁場可使退磁時間加速60%，同時將退磁效率抑制34%。基于對溫度依賴特性的分析，團隊在三溫度模型框架內提出了基于自旋熵變化的磁調控機制。該模型具有普適性，不依賴于材料的電子結構和磁性結構特性，這意味著借助外加磁場控制超快退磁加速可能是廣泛存在于各類材料中的普適現象。另外，這一磁場雙調控效應在200 K左右的高溫區更為明顯，這有利于未來的器件應用。
強磁場中心汪洲和孫韜博士為共同第一作者，荷蘭Radboud大學A.V. kimel教授和強磁場中心盛志高研究員為共同通訊作者。該項研究工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、歐洲研究委員會ERC基金等項目和強磁場安徽省實驗室的支持。
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