Fe/Si多层结构中持久无相关磁域及其通过掺入11B4C的抑制
材料科学
2026-04-14 v2
摘要
本研究利用自旋翻转离焦偏振中子反射率探讨了Fe/Si和Fe/Si + B4C多层结构中的磁域。结果表明，Fe/Si多层结构表现出显著的自旋翻转离焦散射，源于垂直方向上无关联的磁域。随着外部磁场的增大，磁域逐渐合并，其磁化方向趋向与应用场对齐，逼近均匀磁态。相比之下，Fe/Si + B4C多层结构在低场即可检测不到自旋翻转离焦散射，表明该多层结构在显著较低的应用场下即达到磁饱和。通过BornAgain中的失真波Born近似模拟解释了散射图样，这些模拟由我们添加的用于模拟磁域和磁有序性的代码实现。为进一步探讨磁行为，进行了低能SR测量，这是对极化中子光学器件的首次SR调查。结合与先前VSM数据比较，这些测量提供了关于磁行为在短程、中程和长程尺度上的见解。结果表明，约含15体积% B4C后，磁配置对外部磁场高度敏感，对平面和垂直场几何都清晰敏感。这些结果表明B4C抑制了磁域和自旋翻转离焦散射，改善了Fe/Si涂层在离焦散射和其他需要易于磁操作的应用中的表现。
引用
@article{arxiv.2502.07515,
title = {Persistent Uncorrelated Magnetic Domains in Fe/Si Multilayers and their suppression by incorporating 11B4C},
author = {Anton Zubayer and Artur Glavic and Naureen Ghafoor and Yuqing Ge and Yasmine Sassa and Martin Månsson and Andreas Suter and Thomas Prokscha and Zaher Salman and Wai-Tung Lee and Kristbjörg Anna Thórarinsdóttir and Arnaud Le Febvrier and Per Eklund and Jens Birch and Fridrik Magnus and Sean Langridge and Andrew Caruana and Christy Kinane and Fredrik Eriksson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.07515},
year = {2026}
}