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Accès ouvert déclaré 2025 article

Tracing the ultrafast buildup and decay of d-d transitions in FePS3

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2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : de, es. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Excitations between localized 3d states of transition metal ions within crystalline solids, commonly known as d-d transitions, play a pivotal role in diverse phenomena across solid-state physics, materials science, and chemistry. Until now, an experimental method to unravel the complex quasiparticle dynamics associated with d-d transitions has remained elusive. In this study, we bridge this gap by demonstrating that d-d transitions can be distinctly traced both in momentum space and in time using time- and angle-resolved photoelectron spectroscopy (trARPES). As a model system, we select FePS 3 , a two-dimensional van der Waals antiferromagnet with a rich array of quantum phenomena stemming from d-d transitions. Our investigation reveals the ultrafast dynamics of both a spin-allowed ( 5 T 2g → 5 E g ) and a spin-forbidden ( 5 T 2g → 3 T 1g ) d-d transition within the Fe 2+ multiplet. We observe that for off-resonant excitation, the spin-allowed excitation exhibits a quicker buildup compared to the spin-forbidden transition, and it decays with a single exponential behavior over a timescale of 83 fs. For the spin-forbidden transition, we identify two independent decay channels with decay constants of 46 and 1,273 fs that we attribute to an exchange-mediated virtual hopping between neighboring Fe 2+ ions and an on-site spin-orbit-mediated spin-flip process, respectively.

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
Tracing the ultrafast buildup and decay of d-d transitions in FePS3
Date Crossref
01/04/2025
Éditeur
Elsevier BV
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

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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