刘培文完成博士论文答辩
应用科学系正式祝贺刘培文博士顺利完成博士论文答辩。
刘培文，中国重庆人，2015年毕业于西安交通大学应用物理专业，获学士学位。毕业后，他被威廉玛丽大学应用科学博士课程录取。在光学和激光佳博体育的Gunter Luepke教授的指导下，他的工作主要集中在磁性拓扑绝缘体/反铁磁体异质结构中自旋和载流子动力学的光学控制和表征。
论文题目：新型磁性拓扑绝缘体系统中载流子和自旋动力学的超快光学控制和表征
摘要：磁性拓扑绝缘体（MTIs）在开发新型自旋电子学和量子计算应用方面具有重要意义。在时间反转Z2不变数的拓扑保护下，磁性拓扑绝缘子具有抗局部扰动的鲁棒性和磁性。量子反常霍尔效应（QAHE）在mti中具有无耗散手性边缘态，为未来的低功耗和高速自旋电子器件提供了一个有竞争力的平台。虽然目前对mti的体磁和表面磁性质的研究取得了重大进展，但对两种磁化源之间的交换耦合和相互作用的深入了解还远远没有完成。此外，对mti中非平凡性质的光学控制对于实现超快光电子学和光自旋电子学的新应用至关重要。本文的目标是利用静态磁光克尔效应（MOKE）和时间分辨磁光克尔效应（TRMOKE）技术来理解和控制mti中的动态自旋耦合和载流子弛豫动力学。首先，通过泵浦调制MOKE表征，在Cr-(Bi,Sb)2Te3/CrSb双层异质结构中观察到明显的动态磁化自旋阀结构。根据动态表面与体磁体之间的自旋耦合，区分了软铁磁相和弹性铁磁相的特性。激光对晶格的热效应软化了动态体铁磁有序，而通过强化Dirac-hole介导的交换耦合增强了动态表面磁化。此外，交换偏置效应的泵浦影响测量为MTI/AFM界面处MTI表面磁化增强提供了进一步的证据。最后，我们提出了包含远距离p-d交换耦合和dirac空穴介导的交换相互作用的理论模型，并估计了MTI/AFM双层结构中的交换耦合能。其次，在Cr-(Bi,Sb)2Te3 MTI中观察到光抽运表面态的超长载流子寿命（3~20 ns），对应于间隙Dirac锥内的慢辐射复合。辐射寿命的光注入依赖性表明电子-空穴等离子体对表面激子有很强的库仑屏蔽效应。实验结果与理论模拟相吻合。另一方面，通过光注入和温度相关的反射率测量，确定了体电子弛豫的非辐射性质，其寿命为~1000 ps。MTI中长寿命激发态载流子的发现提高了对拓扑绝缘体基材料中载流子动力学的理解。
