Published May 17, 2017 | Version v1
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Ultrafast spin dynamics in ferromagnetic thin films

Description

In this thesis we focus on the theoretical description and on the numerical simulation of the charge and spin dynamics in metallic nano-structures. The physics of metallic nano-structures has stimulated a huge amount of scientific interest in the last two decades, both for fundamental research and for potential technological applications. The thesis is divided in two parts. In the first part we use a semiclassical phase-space model to study the ultrafast charge and spin dynamics in thin ferromagnetic films (Nickel). Both itinerant and localized magnetism are taken into account. It is shown that an oscillating spin current can be generated in the film via the application of a femtosecond laser pulse in the visible range. In the second part we focus on the charge dynamics of electrons confined in metallic nano-particles (Gold) or anisotropic wells. We show that such systems can be used for high harmonic generation. (author)

Abstract (French)

Dans cette these, on s'interesse a l'etude theorique et a la simulation numerique de la dynamique de charges et de spins dans des nano-structures metalliques. Ces dernieres annees la physique des nano-structures metalliques a connu un interet croissant, aussi bien d'un point de vue de la physique fondamental que d'un point de vue des applications technologiques. Il est donc essentiel d'avoir des modeles theoriques nous permettant de decrire correctement ce type d'objets. Cette these comporte deux etudes distinctes. Dans un premier temps on utilise un modele semi-classique dans l'espace des phases afin d'etudier la dynamique de charges et de spins dans des films ferromagnetiques (Nickel). On decrit dans le meme modele le magnetisme itinerant et le magnetisme localise. On montre qu'il est possible, en excitant le systeme avec un laser pulse femtoseconde dans le domaine du visible, de creer un courant de spin oscillant dans la direction normal du film sur des temps ultrarapides (femtoseconde). Dans un second temps on s'interesse a la dynamique de charge d'electrons confines dans des nano-particules d'Or ou bien encore par des potentiels anisotropes. On montre que de tels systemes sont des candidats interessant pour faire de la generation d'harmoniques. (auteur)

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Original title (English)
Dynamique ultra-rapide de spin dans des films ferromagnetiques

Publishing Information

Imprint Pagination
255 p.
Report number
FRNC-TH--14778

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Notes
198 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses