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© Prof. Mirko Cinchetti 晶体中过渡金属离子局部 3d 态之间的激发，通常称为 dd 跃迁，在固态物理、材料科学和化学中的各种现象中起着关键作用。这些跃迁对过渡金属氧化物的光学性质、氧化物表面的催化活性、高温超导性和磁行为有重大贡献，促进了自旋交叉跃迁，并将光激发与声子和磁振子等量化现象联系起来。二维 (2D) 反铁磁体中发现的独特效应，例如电子-声子束缚态、亚太赫兹 (sub-THz) 频率磁振子模式和混合声子-磁振子模式，凸显了由 dd 跃迁驱动的复杂现象。在本次演讲中，我将讨论我们最近对 FePS 3 的研究，之所以选择 FePS 3，是因为它有望成为一种可扩展的范德华反铁磁半导体，即使在 2D 极限下也能保持磁序。我们采用了两种互补的实验方法。首先，进行泵浦探测磁光测量，以观察激光驱动的晶格和自旋动力学。与 Fe 2+ 多重态中的 dd 跃迁共振的泵浦诱导了以 3.2 THz 振荡的相干声子模式。值得注意的是，这种模式在低光吸收范围内是可激发的，甚至可以保护单个反铁磁层免受损坏。模式的振幅随温度升高而减小，在系统转变为顺磁相时在尼尔温度下消失，从而说明了它与长程磁序的联系。此外，在外部磁场中，这种 3.2 THz 声子模式与磁振子模式混合，从而能够对所得的声子-磁振子混合模式进行光学激发 [1]。此外，我们利用角分辨光电子能谱 (ARPES) 探测基态的电子结构 [2]，并利用时间分辨 ARPES 捕捉 FePS 3 中选定自旋允许和自旋禁忌 dd 跃迁的超快动力学 [3]。磁光实验的见解与 ARPES 的发现相结合，揭示了 FePS 3 中 dd 跃迁背后的复杂准粒子动力学，从而更深入地了解它们在量子材料行为中的作用。
探索 FePS3 中的 dd 转变动力学
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