Magnetismus auf der Femtosekunden-Skala

Zeitaufgelöste Laserexperimente zeigen eine magnetische Dynamik, die viel schneller ist als es der übliche Mechanismus der Spin-Gitter-Relaxation zulässt (d. h. Nanosekunden). Diese ultraschnelle Dynamik gewinnt zunehmende Bedeutung für die magnetische Datenverarbeitung.

Der Vortrag gibt einen Überblick über die theoretische Beschreibung der verschiedenen Beiträge zur ultraschnellen Spindynamik in Ferro- und Antiferromagneten auf der Subpikosekunden-Zeitskala. Die Notwendigkeit elektronischer Korrelationen und der Spin-Bahn-Kopplung für eine eigenständige Spindynamik und deren Kontrolle wird aufgezeigt. Dies erfordert eine quantenmechanische Vielteilchen-Theorie, möglichst auf ab initio-Basis. Als Anwendungsbeispiele der Theorie werden die Effekte (i) spinabhängiges Ausbleichen, (ii) magnetisches Dephasieren und (iii) ultraschnelles Entmagnetisieren an ferromagnetischem Nickel sowie (iv) rein optisches magnetisches Umschalten an der (001)-Oberfläche des Antiferromagneten Nickeloxid (NiO) diskutiert.