Details

Данная работа посвящена экспериментальному исследованию лазерно-индуцированной динамики намагниченности в магнитной МАХ-фазе (Cr0.5Mn0.5)2GaC. Предметом исследования являются сверхбыстрые процессы, возникающие в (Cr0.5Mn0.5)2GaC под воздействием фемтосекундных лазерных импульсов. Целью работы является первая экспериментальная демонстрация лазерно-индуцированной динамики намагниченности в магнитной МАХ-фазе и определение её параметров. В эксперименте использовалась методика оптической накачки-зондирования с магнитооптическим детектированием по эффекту Керра. Измерения проводились в диапазоне температур 66–294 К и внешних магнитных полей в двух направлениях (до 300 мТ), что позволило выделить четный и нечетный вклады по магнитному полю. Были обнаружены два эффекта: прецессия намагниченности (четный вклад) и сверхбыстрое размагничивание (нечетный вклад). Показано, что оба эффекта проявляются только при температурах ниже фазового перехода (T_c ≈ 220 К), что подтверждает их магнитную природу. Также установлено, что параметры эффектов практически не зависят от величины внешнего магнитного поля до 300 мТ. Полученные результаты — первый шаг к обеспечению конкурентоспособности МАХ-фаз со слоистыми магнетиками, применяемыми в настоящее время в спинтронике. Исследование открывает новые возможности для практического применения магнитных МАХ-фаз в спинтронике, магнонике и магнитоакустике.

This work presents an experimental study of laser-induced magnetization dynamics in the magnetic MAX-phase (Cr0.5Mn0.5)2GaC. The research focuses on ultrafast processes triggered by femtosecond laser pulses in (Cr0.5Mn0.5)2GaC. The primary objective is to provide the first experimental demonstration of laser-driven magnetization dynamics in a magnetic MAX-phase and to determine its fundamental parameters. The experiments employed an optical pump-probe technique with magneto-optical Kerr effect detection. Measurements were carried out across a temperature range of 66-294 K under applied magnetic fields up to 300 mT in two different orientations, enabling separation of even and odd magnetic field contributions. The study revealed two distinct phenomena: magnetization precession (even field contribution) and ultrafast demagnetization (odd field contribution). Both effects were found to be strictly limited to temperatures below the magnetic phase transition (T_c ≈ 220 K), confirming their magnetic origin. Furthermore, the characteristic parameters of these effects showed negligible dependence on external magnetic field strength up to 300 mT. These results represent a crucial first step toward establishing MAX-phases as competitive alternatives to conventional layered magnetic materials in spintronic applications. The findings open new possibilities for utilizing magnetic MAX-phases in practical spintronic, magnonic, and magnetoacoustic devices. The observed phenomena demonstrate that MAX-phases can exhibit ultrafast magnetic responses comparable to those of established spintronic materials, while potentially offering additional advantages related to their unique structural and chemical properties.