Magnetización metastable inducida por el campo de terahercios cerca de la criticidad en FePS

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• Ciencias de los materiales cuánticos
• Interacciones luz-materia

Sus antecedentes:

• El control de las propiedades de los materiales cuánticos con la luz es un área clave de investigación.
• Las fases inducidas por la luz suelen volver al equilibrio rápidamente, lo que limita las aplicaciones.
• Los estados metestables en los materiales cuánticos ofrecen potencial para nuevas funcionalidades.

Objetivo del estudio:

• Investigar la inducción de estados magnéticos metastables de larga duración en materiales cuánticos utilizando la luz.
• Explorar el papel de la temperatura y las fluctuaciones críticas en la estabilización de las fases inducidas por la luz.
• Comprender los mecanismos subyacentes de la manipulación del estado magnético inducida por la luz.

Principales métodos:

• Utilizó intensos pulsos de terahercios para inducir una magnetización metastable en FePS3.
• Investigó el tiempo de vida del estado magnético fotoinducido.
• Empleó cálculos de primeros principios, Monte Carlo clásico y simulaciones de dinámica de espín.
• Analizó la influencia de los modos de fonón y los acoplamientos de intercambio.

Principales resultados:

• Logró una magnetización metastable con una vida útil superior a 2,5 milisegundos en FePS3.
• Se observó una mayor robustez del estado metastable cerca de la temperatura de transición antiferromagnética.
• Identificó el desplazamiento del modo fonónico como un factor clave que modula los acoplamientos de intercambio.
• Demostró que las fluctuaciones críticas amplifican la magnitud y la vida útil del estado magnético.

Conclusiones:

• La luz de terahercios puede manipular eficientemente el estado magnético de los imanes en capas a través de vías no térmicas.
• Las regiones cercanas a los puntos críticos con fluctuaciones de parámetros de orden mejoradas son prometedoras para descubrir estados cuánticos ocultos.
• Este trabajo establece un nuevo método para crear y controlar estados metestables de larga duración en materiales cuánticos.