研究证实，强磁场可以同时控制极快的退磁速度和效率

最近，中国科学院合肥物质研究所强磁场科学中心研究员盛志高和荷兰Radboud大学教授A.V. Kimel等团队合作，依托稳态强磁场实验装置，借助强磁场下的时间区分二维范德瓦尔斯铁磁体的磁光克尔技术，完成了强磁场对激光诱导极快退磁效应的调控，发现强磁场不仅可以加快退磁速度，还可以抑制退磁效率。这一结果最近在网上发表在《国家科学评论》中。

1996年，人们发现激光脉冲可以诱导铁磁镍自旋，在飞秒时间尺度上实现了极快的退磁效应。这一发现开辟了一个快速自旋动力学研究的新领域，不仅为了了解电子自旋、晶格和电荷之间的能量传递机制提供了一个全新的视角，也为快速磁存储和逻辑设备的开发奠定了基础。极快的退磁过程包括电子自旋、晶格振动和电荷载流子之间复杂的耦合作用，是各种能量传递通道竞争的结果。在不同耦合的环境下，可能会出现飞秒级快速过程，也可能出现皮秒级慢速控制过程。

与温度、压力等其他外部因素相比，磁场可以直接作用于物质中的自旋角动量，是控制自旋的有效手段。然而，除了少数实验观察和理论预测外，大多数快速退磁研究都在远低于1特斯拉的磁场中进行。磁场的重要控制自由度长期被忽视，还没有系统地研究快速退磁的磁控效应和机制。

在这项工作中，研究团队首次验证了磁场对极快退磁过程的速度和效率有双重调节作用。在稳态强磁场实验装置的帮助下，团队可以在强磁场下时间区分磁光克尔效应技术。在二维范德瓦尔斯铁磁体中，发现7特斯拉磁场可以加速60%的退磁时间，同时降低34%的退磁效率。基于对温度依赖特征的分析，团队在三个温度模型框架下提出了基于自旋熵变化的磁调控机制。该模型具有普遍性，不依赖于材料的电子结构和磁结构特性，这意味着它可以快速度控制和左右速度控制。