离子束改性B20型FeGe薄膜的结构性质与再结晶效应

无序铁锗（FeGe）最近作为多种磁现象的实验平台以及磁存储和逻辑应用的候选材料而受到关注。这在一定程度上归因于其能够承载斯格明子和反斯格明子——磁性 moments 的纳米尺度涡旋，可作为自旋电子器件中的信息载体。特别是，通过精确控制B20相FeGe中的缺陷景观，可以创建可调的斯格明子-反斯格明子系统，这促使人们开发系统调控该材料无序度的方法并理解由此产生的结构性质。为此，我们研究了一种修改FeGe磁性能的途径。具体而言，我们用2.8 MeV Au$^{4+}$离子辐照外延B20相FeGe薄膜，这会形成非晶化区域的弥散分布，这些区域可能优先承载反斯格明子，其密度由辐照通量控制。为了进一步调控无序景观，我们进行了原位退火的系统电子衍射研究，证明了在约150°C至250°C的温度范围内能够再结晶材料中可控的部分。最后，我们使用 Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov 模型描述了结晶动力学，发现晶粒的生长与扩散控制的一维到二维生长一致，且成核速率递减。