Ultrafast magnon-phonon dynamics

Abstract

Kontroll av magnetisme ved bruk av ultraraske laserpulser har tiltrukket seg mye oppmerksomhet de siste tiårene. Dette har resultert i intensiv forskning, både teoretisk og eksperimentell, for å forstå de mikroskopiske mekanismene bak ultrarask kontroll av magnetiske strukturer . Nylige eksperimenter har framhevet rollen til fononer som blir eksitert av magnoner som igjen er generert av laserpulsen. For ferromagnetiske materialer begynner koblingen mellom magnoner og fononer å bli godt forstått, men for antiferromagnetiske materialer er det fortsatt mye uvist. I denne masteroppgaven ser vi nermere på dynamikken til magnoner og fononer i ferromagnetiske og antiferromagnetiske systemer ved å bruke kinetiske ligninger som lar oss undersøke effekten av kvantefluktuasjoner.

The control of magnetism by ultrafast laser pulses has attracted a lot of attentions in the past decades. Leading to intensive research, both theoretical and experimental, in order to unravel the microscopic mechanisms behind the ultrafast control of the magnetic order. Recent experiments highlighted the role of the excitation of phonons by non-equilibrium magnons generated by the laser pulse. While the magnon-phonon interactions and their resulting dynamics is starting to be well understood for ferromagnets. Little is known about non-equilibrium magnon-phonon behaviour in antiferromagnetic systems. In this thesis, we study magnons and phonons dynamics in both ferromagnetic and antiferromagnetic systems using kinetic equations which allow us to capture quantum correlations.