- Rapid Communication
- Access by Xinjiang University
Photoinduced melting of magnetic order in the correlated electron insulator NdNiO
Phys. Rev. B 88, 220401(R) – Published 2 December, 2013
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.88.220401
Abstract
Using ultrafast resonant soft x-ray diffraction, we demonstrate photoinduced melting of antiferromagnetic order in the correlated electron insulator NdNiO. Time-dependent analysis of the resonant diffraction spectra allows us to follow the temporal evolution of the charge imbalance between adjacent Ni sites. A direct correlation between the melting of magnetic order and charge rebalancing is found. Furthermore, we demonstrate that the magnetic ordering on the Ni and Nd sites, which are locked together in equilibrium, become decoupled during this nonthermal process.
Article Text
References (38)
- E. Beaurepaire, J.-C. Merle, A. Daunois, and J.-Y. Bigot, Phys. Rev. Lett. 76, 4250 (1996).
- C. Stamm, T. Kachel, N. Pontius, R. Mitzner, T. Quast, K. Holldack, S. Khan, C. Lupulescu, E. F. Aziz, M. Wietstruk, H. A. Durr, and W. Eberhardt, Nat. Mater. 6, 740 (2007).
- C. D. Stanciu, F. Hansteen, A. V. Kimel, A. Kirilyuk, A. Tsukamoto, A. Itoh, and T. Rasing, Phys. Rev. Lett. 99, 047601 (2007).
- B. Koopmans, G. Malinowski, F. Dalla Longa, D. Steiauf, M. Fähnle, T. Roth, M. Cinchetti, and M. Aeschlimann, Nat. Mater. 9, 259 (2010).
- A. Kirilyuk, A. V. Kimel, and T. Rasing, Rev. Mod. Phys. 82, 2731 (2010).
- N. P. Duong, T. Satoh, and M. Fiebig, Phys. Rev. Lett. 93, 117402 (2004).
- L. Rettig, R. Cortes, S. Thirupathaiah, P. Gegenwart, H. S. Jeevan, M. Wolf, J. Fink, and U. Bovensiepen, Phys. Rev. Lett. 108, 097002 (2012).
- S. Wall, D. Prabhakaran, A. T. Boothroyd, and A. Cavalleri, Phys. Rev. Lett. 103, 097402 (2009).
- J. B. Goodenough, Phys. Rev. 100, 564 (1955).
- H. Ehrke, R. I. Tobey, S. Wall, S. A. Cavill, M. Först, V. Khanna, T. Garl, N. Stojanovic, D. Prabhakaran, A. T. Boothroyd, M. Gensch, A. Mirone, P. Reutler, A. Revcolevschi, S. S. Dhesi, and A. Cavalleri, Phys. Rev. Lett. 106, 217401 (2011).
- M. Först, R. I. Tobey, S. Wall, H. Bromberger, V. Khanna, A. L. Cavalieri, Y.-D. Chuang, W. S. Lee, R. Moore, W. F. Schlotter, J. J. Turner, O. Krupin, M. Trigo, H. Zheng, J. F. Mitchell, S. S. Dhesi, J. P. Hill, and A. Cavalleri, Phys. Rev. B 84, 241104(R) (2011).
- S. L. Johnson et al., Phys. Rev. Lett. 108, 037203 (2012).
- W. S. Lee et al., Nat. Commun. 3, 838 (2012).
- R. I. Tobey, S. Wall, M. Först, H. Bromberger, V. Khanna, J. J. Turner, W. Schlotter, M. Trigo, O. Krupin, W. S. Lee, Y.-D. Chuang, R. Moore, A. L. Cavalieri, S. B. Wilkins, H. Zheng, J. F. Mitchell, S. S. Dhesi, A. Cavalleri, and J. P. Hill, Phys. Rev. B 86, 064425 (2012).
- M. L. Medarde, J. Phys.: Condens. Matter 9, 1679 (1997).
- G. Catalan, Phase Transitions 81, 729 (2008).
- G. Catalan, R. M. Bowman, and J. M. Gregg, Phys. Rev. B 62, 7892 (2000).
- T. Katsufuji, Y. Okimoto, T. Arima, Y. Tokura, and J. B. Torrance, Phys. Rev. B 51, 4830 (1995).
- M. K. Stewart, J. Liu, M. Kareev, J. Chakhalian, and D. N. Basov, Phys. Rev. Lett. 107, 176401 (2011).
- S. Yamamoto and T. Fujiwara, J. Phys. Soc. Jpn. 71, 1226 (2002).
- U. Staub, G. I. Meijer, F. Fauth, R. Allenspach, J. G. Bednorz, J. Karpinski, S. M. Kazakov, L. Paolasini, and F. d’Acapito, Phys. Rev. Lett. 88, 126402 (2002).
- V. Scagnoli, U. Staub, M. Janousch, A. Mulders, M. Shi, G. Meijer, S. Rosenkranz, S. Wilkins, L. Paolasini, J. Karpinski, S. Kazakov, and S. Lovesey, Phys. Rev. B 72, 155111 (2005).
- I. I. Mazin, D. I. Khomskii, R. Lengsdorf, J. A. Alonso, W. G. Marshall, R. A. Ibberson, A. Podlesnyak, M. J. Martinez-Lope, and M. M. Abd-Elmeguid, Phys. Rev. Lett. 98, 176406 (2007).
- H. Park, A. J. Millis, and C. A. Marianetti, Phys. Rev. Lett. 109, 156402 (2012).
- J. L. Garcia-Munoz, M. A. G. Aranda, J. A. Alonso, and M. J. Martinez-Lope, Phys. Rev. B 79, 134432 (2009).
- T. Mizokawa, D. I. Khomskii, and G. A. Sawatzky, Phys. Rev. B 61, 11263 (2000).
- V. Scagnoli, U. Staub, Y. Bodenthin, M. Garcia-Fernandez, A. M. Mulders, G. I. Meijer, and G. Hammerl, Phys. Rev. B 77, 115138 (2008).
- F. Bartolome, J. Bartolome, and R. S. Eccleston, J. Appl. Phys. 87, 7052 (2000).
- R. Scherwitzl, P. Zubko, I. G. Lezama, S. Ono, A. F. Morpurgo, G. Catalan, and J.-M. Triscone, Adv. Mater. 22, 5517 (2010).
- V. Scagnoli, U. Staub, A. M. Mulders, M. Janousch, G. I. Meijer, G. Hammerl, J. M. Tonnerre, and N. Stojic, Phys. Rev. B 73, 100409(R) (2006).
- W. F. Schlotter et al., Rev. Sci. Instrum. 83, 043107 (2012).
- D. Doering, Y.-D. Chuang, N. Andresen, K. Chow, D. Contarato, C. Cummings, E. Domning, J. Joseph, J. S. Pepper, B. Smith, G. Zizka, C. Ford, W. S. Lee, M. Weaver, L. Patthey, J. Weizeorick, Z. Hussain, and P. Denes, Rev. Sci. Instrum. 82, 073303 (2011).
- M. K. Stewart, J. Liu, M. Kareev, J. Chakhalian, and D. N. Basov, Phys. Rev. Lett. 107, 176401 (2011).
- Y. Bodenthin, U. Staub, C. Piamonteze, M. Garcia-Fernandez, M. J. Martinez-Lope, and J. A. Alonso, J. Phys.: Condens. Matter 23, 036002 (2011).
- S. M. Butorin, C. Sathe, A. Agui, F. Saalem, J. A. Alonso, and J. Nordgren, Solid State Commun. 135, 716 (2005).
- H. Ichikawa, S. Nozawa, T. Sato, A. Tomita, K. Ichiyanagi, M. Chollet, L. Guerin, N. Dean, A. Cavalleri, S. Adachi, T. Arima, H. Sawa, Y. Ogimoto, M. Nakamura, R. Tamaki, K. Miyano, and S. Koshihara, Nat. Mater. 10, 101 (2011).
- A. D. Caviglia, R. Scherwitzl, P. Popovich, W. Hu, H. Bromberger, R. Singla, M. Mitrano, M. C. Hoffmann, S. Kaiser, P. Zubko, S. Gariglio, J.-M. Triscone, M. Först, and A. Cavalleri, Phys. Rev. Lett. 108, 136801 (2012).
- I. Radu, K. Vahaplar, C. Stamm, T. Kachel, N. Pontius, H. A. Dürr, T. A. Ostler, J. Barker, R. F. L. Evans, R. W. Chantrell, A. Tsukamoto, A. Itoh, A. Kirilyuk, T. Rasing, and A. V. Kimel, Nature (London) 472, 205 (2011).