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2024 article

Transient energy dissipation at the Fermi velocity in a magnetocaloric metal

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4Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : us, jp, cn, cz. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Realizing fast energy dissipation in crystalline materials over macroscopic length scales is critical for energy-efficient devices and applications toward a carbon-neutral society but is usually dominated by electron-lattice interactions that cap the energy dissipation at the phonon velocity. Going beyond this velocity has been the focus of many studies, and the physical limit is the Fermi velocity where the energy is predominantly carried away by electrons throughout the materials. However, whether and how the Fermi velocity can be reached over macroscopic distances experimentally remain largely elusive. Here we show ultrafast energy dissipation at the Fermi velocity in the magnetocaloric metal ${\mathrm{LaFe}}_{10.6}{\mathrm{Co}}_{1.0}{\mathrm{Si}}_{1.4}$. Using time-resolved powder x-ray diffraction, we observe negative thermal expansion of the lattice throughout the micron-sized crystals in less than 600 fs with an incident optical fluence higher than 8 $\mathrm{J}\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}{\mathrm{cm}}^{\ensuremath{-}2}$. The ultrafast timescale is in sharp contrast to the normal energy dissipation and shows the existence of a macroscopic momentum-relaxing electron mean free path immediately after the optical excitation. Our findings open a different regime in energy dissipation and demonstrate the possibility of manipulating macroscopic material properties by strong optical pulses.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Transient energy dissipation at the Fermi velocity in a magnetocaloric metal
Date Crossref
31/10/2024
Éditeur
American Physical Society (APS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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