Maximizing the Electromagnetic Efficiency ...
Document type :
Compte-rendu et recension critique d'ouvrage
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Title :
Maximizing the Electromagnetic Efficiency of Spintronic Terahertz Emitters
Author(s) :
Koleják, Pierre [Auteur]
Photonique THz - IEMN [PHOTONIQUE THZ - IEMN]
IT4Innovations - National Supercomputing Center [Ostrava]
Technical University of Ostrava [Ostrava] [VSB]
Lezier, Geoffrey [Auteur]
Acoustique Impulsionnelle & Magnéto-Acoustique Non linéaire - Fluides, Interfaces Liquides & Micro-Systèmes - IEMN [AIMAN-FILMS - IEMN]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Vala, Daniel [Auteur]
IT4Innovations - National Supercomputing Center [Ostrava]
Mathmann, Baptiste [Auteur]
Laboratoire International associé sur les phénomènes Critiques et Supercritiques en électronique fonctionnelle, acoustique et fluidique [LIA LICS/LEMAC]
Physique - IEMN [PHYSIQUE - IEMN]
Acoustique Impulsionnelle & Magnéto-Acoustique Non linéaire - Fluides, Interfaces Liquides & Micro-Systèmes - IEMN [AIMAN-FILMS - IEMN]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Halagačka, Lukáš [Auteur]
IT4Innovations - National Supercomputing Center [Ostrava]
Laboratoire de physique des interfaces et des couches minces [Palaiseau] [LPICM]
Gelnárová, Zuzana [Auteur]
IT4Innovations - National Supercomputing Center [Ostrava]
Technical University of Ostrava [Ostrava] [VSB]
Dusch, Yannick [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Acoustique Impulsionnelle & Magnéto-Acoustique Non linéaire - Fluides, Interfaces Liquides & Micro-Systèmes - IEMN [AIMAN-FILMS - IEMN]
Laboratoire International associé sur les phénomènes Critiques et Supercritiques en électronique fonctionnelle, acoustique et fluidique [LIA LICS/LEMAC]
Lampin, Jean-Francois [Auteur]
Photonique THz - IEMN [PHOTONIQUE THZ - IEMN]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Tiercelin, Nicolas [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Acoustique Impulsionnelle & Magnéto-Acoustique Non linéaire - Fluides, Interfaces Liquides & Micro-Systèmes - IEMN [AIMAN-FILMS - IEMN]
Postava, Kamil [Auteur]
IT4Innovations - National Supercomputing Center [Ostrava]
Vanwolleghem, Mathias [Auteur]
Photonique THz - IEMN [PHOTONIQUE THZ - IEMN]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Photonique THz - IEMN [PHOTONIQUE THZ - IEMN]
IT4Innovations - National Supercomputing Center [Ostrava]
Technical University of Ostrava [Ostrava] [VSB]
Lezier, Geoffrey [Auteur]
Acoustique Impulsionnelle & Magnéto-Acoustique Non linéaire - Fluides, Interfaces Liquides & Micro-Systèmes - IEMN [AIMAN-FILMS - IEMN]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Vala, Daniel [Auteur]
IT4Innovations - National Supercomputing Center [Ostrava]
Mathmann, Baptiste [Auteur]
Laboratoire International associé sur les phénomènes Critiques et Supercritiques en électronique fonctionnelle, acoustique et fluidique [LIA LICS/LEMAC]
Physique - IEMN [PHYSIQUE - IEMN]
Acoustique Impulsionnelle & Magnéto-Acoustique Non linéaire - Fluides, Interfaces Liquides & Micro-Systèmes - IEMN [AIMAN-FILMS - IEMN]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Halagačka, Lukáš [Auteur]
IT4Innovations - National Supercomputing Center [Ostrava]
Laboratoire de physique des interfaces et des couches minces [Palaiseau] [LPICM]
Gelnárová, Zuzana [Auteur]
IT4Innovations - National Supercomputing Center [Ostrava]
Technical University of Ostrava [Ostrava] [VSB]
Dusch, Yannick [Auteur]

Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Acoustique Impulsionnelle & Magnéto-Acoustique Non linéaire - Fluides, Interfaces Liquides & Micro-Systèmes - IEMN [AIMAN-FILMS - IEMN]
Laboratoire International associé sur les phénomènes Critiques et Supercritiques en électronique fonctionnelle, acoustique et fluidique [LIA LICS/LEMAC]
Lampin, Jean-Francois [Auteur]

Photonique THz - IEMN [PHOTONIQUE THZ - IEMN]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Tiercelin, Nicolas [Auteur]

Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Acoustique Impulsionnelle & Magnéto-Acoustique Non linéaire - Fluides, Interfaces Liquides & Micro-Systèmes - IEMN [AIMAN-FILMS - IEMN]
Postava, Kamil [Auteur]
IT4Innovations - National Supercomputing Center [Ostrava]
Vanwolleghem, Mathias [Auteur]

Photonique THz - IEMN [PHOTONIQUE THZ - IEMN]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Journal title :
Advanced Photonics Research
Publisher :
Wiley
Publication date :
2024-09-04
HAL domain(s) :
Physique [physics]
Sciences de l'ingénieur [physics]
Sciences de l'ingénieur [physics]
English abstract : [en]
Optically pumped spintronic terahertz emitters (STEs) have, in less than a decade, strongly impacted terahertz (THz) source technology, by the combination of their Fourier‐limited ultrafast response, their phononless ...
Show more >Optically pumped spintronic terahertz emitters (STEs) have, in less than a decade, strongly impacted terahertz (THz) source technology, by the combination of their Fourier‐limited ultrafast response, their phononless emission spectrum and their wavelength‐independent operation. However, the intrinsic strength of the inverse spin Hall effect governing these devices introduces a challenge: the optical‐to‐terahertz conversion efficiency is considerably lower than traditional sources. It is therefore primordial to maximize at least their electromagnetic efficiency independently of the spin dynamics at play. Using a rigorous time‐domain treatment of the electromagnetic generation and extraction processes, an optimized design is presented and experimentally confirmed. With respect to the strongest reported spintronic THz emitters it achieves a 250% enhancement of the emitted THz field and therefore an 8 dB increase of emitted power. This experimental achievement brings STE close to the symbolic barrier of mW levels. The design strategy is generically applicable to any kind of ultrafast spin‐to‐charge conversion (S2C) system. On a broader level, our work highlights how a rigorous handling of the purely electromagnetic aspects of THz spintronic devices can uncover overlooked aspects of their operation and lead to substantial improvements.Show less >
Show more >Optically pumped spintronic terahertz emitters (STEs) have, in less than a decade, strongly impacted terahertz (THz) source technology, by the combination of their Fourier‐limited ultrafast response, their phononless emission spectrum and their wavelength‐independent operation. However, the intrinsic strength of the inverse spin Hall effect governing these devices introduces a challenge: the optical‐to‐terahertz conversion efficiency is considerably lower than traditional sources. It is therefore primordial to maximize at least their electromagnetic efficiency independently of the spin dynamics at play. Using a rigorous time‐domain treatment of the electromagnetic generation and extraction processes, an optimized design is presented and experimentally confirmed. With respect to the strongest reported spintronic THz emitters it achieves a 250% enhancement of the emitted THz field and therefore an 8 dB increase of emitted power. This experimental achievement brings STE close to the symbolic barrier of mW levels. The design strategy is generically applicable to any kind of ultrafast spin‐to‐charge conversion (S2C) system. On a broader level, our work highlights how a rigorous handling of the purely electromagnetic aspects of THz spintronic devices can uncover overlooked aspects of their operation and lead to substantial improvements.Show less >
Language :
Anglais
Popular science :
Non
ANR Project :
Source :
Submission date :
2024-10-26T02:32:07Z
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- Advanced%20Photonics%20Research%20-%202024%20-%20Kolej%C3%A1k%20-%20Maximizing%20the%20Electromagnetic%20Efficiency%20of%20Spintronic%20Terahertz%20Emitters.pdf
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