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Optical spin pumping and magnetization switching in ferromagnets

机译：铁磁体中的光学自旋泵浦和磁化切换

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Motivated by recent experiments on all-optical magnetization switching (AOS), we analyze theoretically optical spin pumping in ferromagnetic metals. It is shown that spin polarizations, induced by linearly and circularly polarized pump pulses, can be comparable in magnitude. We assume that the photoinduced spin polarization influences ultrafast light-induced magnetization dynamics in ferromagnets. In particular, it plays a crucial role in AOS. We analyze the light-induced magnetization dynamics in a system of localized and itinerant spins coupled by s-d exchange interaction, assuming that light heats up the itinerant electrons and, in addition, changes their spin polarization. When the pumped spin polarization has an appropriate sign and magnitude, it triggers magnetization switching. We find that temporal evolution of the magnetization is determined by a complicated interplay between heating, the photoinduced spin polarization, and spin relaxation.
机译：根据最近对全光磁化开关（AOS）进行的实验的启发，我们从理论上分析了铁磁金属中的光自旋泵浦。结果表明，由线性和圆形极化泵浦脉冲引起的自旋极化在大小上可以比较。我们假设光诱导的自旋极化影响铁磁体中的超快光诱导的磁化动力学。特别是，它在AOS中起着至关重要的作用。我们假设通过光加热流动电子并改变其自旋极化，我们分析了由s-d交换相互作用耦合的局部和流动自旋系统中的光诱导磁化动力学。当泵浦的自旋极化具有适当的符号和大小时，它将触发磁化切换。我们发现，磁化强度的时间演变是由加热，光致自旋极化和自旋弛豫之间的复杂相互作用决定的。

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