FeGe 박막의 위상 홀 효과 및 비정상 홀 스케일링

자성 스커미온은 차세대 스핀트로닉스 소자의 유망한 후보이지만, 양자-하이브리드 아키텍처에 필수적인 극저온 환경에서 작동 온도가 제한적이라는 문제가 있습니다. 본 연구는 B20상 FeGe 박막에 이온 빔을 이용해 무질서도를 조절함으로써 위상 홀 신호가 관찰되는 온도 범위를 액체 헬륨 온도(2K)까지 확장했습니다. 이온 빔 조사를 통해 형성된 나노 규모의 점 결함 클러스터는 위상 홀 신호의 진폭을 두 배로 증가시켰으며, 이는 카이랄 스핀 구조 밀도 증가와 일치합니다. 동시에, 이온 빔 변형을 통해 서로 다른 산란 체제 간의 전환을 유도하여 비정상 홀 응답을 체계적으로 조절할 수 있었습니다. 주사 투과 전자 현미경 및 전자 프티코그래피 분석을 통해 이러한 새로운 특성이 나노 규모의 점 결함 클러스터에 의해 발생함을 확인했습니다. 이러한 발견은 결함-환경 엔지니어링이 위상 홀 상의 안정성을 확장하는 다목적 전략임을 입증하며, 차세대 극저온 스핀트로닉스 아키텍처에서 위상 스핀 구조를 맞춤화하는 일반적인 프레임워크를 제시합니다.