論文の概要: Disorder-broadened topological Hall phase and anomalous Hall scaling in FeGe

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.05008v1
• Date: Fri, 07 Nov 2025 06:25:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-10 21:00:44.690688
• Title: Disorder-broadened topological Hall phase and anomalous Hall scaling in FeGe
• Title（参考訳）: FeGeにおける異常拡大トポロジカルホール位相と異常ホールスケーリング
• Authors: Chaman Gupta, Chris Matsumura, Hongbin Yang, Sarah Edwards, Rebeca M. Gurrola, Jiun-Haw Chu, Hanjong Paik, Yongqiang Wang, David A. Muller, Robert Streubel, Tzu-Ming Lu, Serena Eley,
• Abstract要約: 本研究は、80nmエピタキシャルFeGe薄膜における欠陥密度の変化に、Ne$+$イオン照射を1011$から1014$イオン−cm$-2$に使用した。 温度依存性と磁場依存性のホール測定により、乱れの増大は、プリズムフィルムの200K付近の狭い窓から4Kまで、高頻度で位相ホール信号を徐々に拡張することが明らかとなった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9168767077543417
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Magnetic skyrmions are topologically protected spin textures that are promising candidates for low-power spintronic memory and logic devices. Realizing skyrmion-based devices requires an understanding of how structural disorder affects their stability and transport properties. This study uses Ne$^{+}$ ion irradiation at fluences from $10^{11}$ to $10^{14}$ ions-cm$^{-2}$ to systematically vary defect densities in 80 nm epitaxial FeGe films and quantify the resulting modifications to magnetic phase boundaries and electronic scattering. Temperature- and field-dependent Hall measurements reveal that increasing disorder progressively extends the topological Hall signal from a narrow window near 200\~K in pristine films down to 4\~K at the highest fluence, with peak amplitude more than doubling. Simultaneously, the anomalous Hall effect transitions from quadratic Berry curvature scaling to linear skew scattering behavior, with the skew coefficient increasing threefold. These results establish quantitative correlations between defect concentration, skyrmion phase space, and transport mechanisms in a chiral magnet. It demonstrates that ion-beam modification provides systematic control over both topological texture stability and electrical detectability.
• Abstract（参考訳）: 磁気スノーミオンは、低消費電力のスピントロニクスメモリと論理装置の候補となる、トポロジカルに保護されたスピンテクスチャである。 スカイミオンベースのデバイスを実現するには、構造障害が安定性と輸送特性にどのように影響するかを理解する必要がある。 本研究は、80nmエピタキシャルFeGe薄膜の欠陥密度を系統的に変化させ、その結果の磁気位相境界や電子散乱への変化を定量化するために、10^{11}$から10^{14}$ ion-cm$^{-2}$のフルエンスでのNe$^{+}$イオン照射を用いる。 温度依存性と磁場依存性のホール測定により、乱れの増大は、プリズムフィルムの200〜K付近の狭い窓から4～Kまで、ピーク振幅が倍増するよりはピーク振幅の2倍に拡大することが明らかとなった。 同時に、異常ホール効果は2次ベリー曲率スケーリングから線形スキュー散乱挙動に遷移し、スキュー係数は3倍に増加する。 これらの結果から, 欠陥濃度, スカイミオン相空間, キラル磁石の輸送機構の定量的相関が得られた。 イオンビーム改質は、トポロジカルテクスチャ安定性と電気的検出性の両方を体系的に制御することを示した。

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