Studying ultrafast magnetization dynamics through Faraday effect and using linearly polarized high order harmonics - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2018

Studying ultrafast magnetization dynamics through Faraday effect and using linearly polarized high order harmonics

Étude de la dynamique d'aimantation ultra-rapide par l'effet Faraday en utilisant des harmoniques d'ordres élevés polarisées linéairement

Résumé

In this thesis, we demonstrate that a linearly polarized XUV harmonic radiation can be employed in absorption spectroscopy to access the magnetization state of any type of sample, unlike all the techniques developed so far. Indeed, for the first time, time-resolved experiments were realized through the magneto-optical Faraday effect, which we exploit around the magnetically dichroic Co M2,3 absorption edge at 60 eV. The pump-probe technique was used to obtain the dynamic response of the magnetic samples upon laser excitation. The changes in the magnetization of the sample are associated to the changes in the polarization of the probe harmonic beam, i.e. the rotation of the polarization axis and the variation of the ellipticity. The main results of this thesis demonstrate that the measurement of the Faraday effect offers an ultra-sensitive way to characterize the magnetization of very thin films (only a few nm of magnetic materials). Moreover, since the Faraday effect takes place over a wide spectral range, it is possible to follow the simultaneous dynamics of different materials and thus to study very complex materials.
Dans cette thèse, nous démontrons qu’un rayonnement harmonique XUV polarisé linéairement peut être utilisé en spectroscopie d’absorption pour accéder à l’état de magnétisation de tout type d’échantillon, contrairement à toutes les techniques développées jusque-là. En effet, pour la première fois, des expériences résolues en temps ont été réalisées par l'effet Faraday magnéto-optique, que nous exploitons autour du seuil d'absorption magnétiquement dichroïque M2,3 du Cobalt à 60 eV. La technique pompe-sonde a été utilisée pour obtenir la réponse dynamique des échantillons magnétiques lors de l'excitation laser. Les changements dans l’aimantation de l'échantillon sont associés aux changements dans la polarisation du faisceau harmonique de sonde, i.e. à la fois à la rotation de l’axe de polarisation et à la variation de l'ellipticité. Les principaux résultats de cette thèse démontrent que la mesure de l’effet Faraday offre un moyen ultrasensible de caractériser l’aimantation de films très minces (seulement quelques nm de matériaux magnétique). De plus, l’effet Faraday ayant lieu sur une large plage spectrale il est possible de suivre la dynamique simultanée de différents matériaux et donc d’étudier des matériaux très complexes.
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Dates et versions

tel-02865536 , version 1 (11-06-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-02865536 , version 1

Citer

Carla Alves. Studying ultrafast magnetization dynamics through Faraday effect and using linearly polarized high order harmonics. Theoretical and/or physical chemistry. Sorbonne Université, 2018. English. ⟨NNT : 2018SORUS328⟩. ⟨tel-02865536⟩
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