无序诱导的非共轭性在超导体-铁磁异构结构中：中子散射与多尺度建模揭示
材料科学
2026-04-06 v1
摘要
超导体-铁磁异构结构中的非共轭性强烈影响诸如观察到长程三角对称性等现象，但其在本征中心对称铁磁体中的微观起源仍不明确。本文结合结构表征、偏振分析的平行位移小角中子散射（PA-GISANS）、第一性原理计算和深度学习辅助的多尺度建模，研究了FePd和Nb/FePd异构结构。实验上，我们观察到FePd层中部分L1有序、原子混合、反位边界以及垂直于FePd层的缺陷梯度，伴随室温下的有限净磁非共轭性。GISANS不对称度表明，主要的非共轭性贡献位于平面内，另外还伴随垂直分量，这与垂直于深度的磁异质性有关。理论上，我们表明FePd中的化学无序（尤其是当与组成梯度联合作用时）会产生有限的Dzyaloshinskii-Moriya互作用，从而稳定具有混合Bloch-Néel特征的手性有限q磁调制。在中尺度模型中，所得的平面调制长度接近实验观察到的范围。这些结果表明，无序性和组成梯度是FePd基 films中净非共轭性的固有微观来源，表明观察到的非共轭性并非仅源于界面效应。
引用
@article{arxiv.2604.02824,
title = {Disorder-induced chirality in superconductor-ferromagnet heterostructures revealed by neutron scattering and multiscale modeling},
author = {Annika Stellhorn and Juan G. C. Palma and Alicia Backs and Anders Bergman and Angela B. Klautau and Emmanuel Kentzinger and Connie Bednarski-Meinke and Steffen Tober and Elizabeth Blackburn and Juri Barthel and Nina-Juliane Steinke and Helena M. Petrilli and Ivan P. Miranda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.02824},
year = {2026}
}