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无序展宽的拓扑霍尔相与FeGe中异常霍尔效应的尺度关系

材料科学 2025-11-10 v1 介观与纳米尺度物理 量子物理

摘要

磁性拓扑涡旋是受拓扑保护的自旋纹理,因其低功耗的自旋电子存储和逻辑器件潜力而备受青睐。实现基于涡旋的器件需理解结构无序对其稳定性和传输性质的影响。本研究通过在101110^{11}101410^{14}离子/cm2^2的Ne+^{+}离子辐射剂量下,对80 nm等向FeGe薄膜中缺陷密度进行系统性调控,并量化其对磁相边界和电子散射的修改。温度和场依赖的霍尔测量结果表明,随着无序程度的增加,拓扑霍尔信号从原纯薄膜中近200 K 范围窄窄的窗口,逐渐扩展至最高剂量下降至4 K,峰值幅值增至原来的两倍以上。同时,异常霍尔效应从二次Berry曲率尺度过渡到线性偏斜散射行为,其中偏斜系数增大三倍。这些结果在奇点磁体中建立了缺陷浓度、涡旋相空间与传输机制之间的定量关联,表明离子束修饰可系统性地控制涡旋纹理的稳定性及其电气可探测性。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.05008,
  title  = {Disorder-broadened topological Hall phase and anomalous Hall scaling in FeGe},
  author = {Chaman Gupta and Chris Matsumura and Hongbin Yang and Sarah Edwards and Rebeca M. Gurrola and Jiun-Haw Chu and Hanjong Paik and Yongqiang Wang and David A. Muller and Robert Streubel and Tzu-Ming Lu and Serena Eley},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.05008},
  year   = {2025}
}

备注

20 pages, 5 figures