Исследование киральной структуры Y/Dy многослойной системы методом малоуглового рассеяния поляризованных нейтронов

Методом малоуглового рассеяния поляризованных нейтронов исследована магнитная спиральная структура образца Y/Dy в диапазоне температур от 30 до 190 K. Образец представляет собой последовательность слоев $\mathrm{Y_{50 nm}[Dy_{4.3nm}/Y_{2.8nm}]_{350}/Y_{234nm}/Nb_{200nm}Al_2O_3}$ (подложка), выращенную как монокристалл с осью [001] гексагональной решетки, перпендикулярной плоскости слоев. Проведенные эксперименты демонстрируют появление магнитного пика ниже $T_N=165.4$ K, связанного с геликоидальной фазой, причем длина когерентности геликоида оказывается больше толщины слоя Y/Dy. Использование поляризованных нейтронов позволяет разделить поляризационно-зависящий и поляризационно-независящий вклады в магнитное рассеяние. Поляризационно-независящая часть магнитного нейтронного сечения пропорциональна квадрату намагниченности $\langle S_Z\rangle^2$, в то время как поляризационно-зависящая часть пропорциональна средней киральности системы $\langle C\rangle=\langle[S_1\times S_2]\rangle$. Установлены критические индексы для средней киральности $\beta_C=1.02(1)$ и намагниченности $\beta=0.39(1)$. Критический индекс намагниченности $\beta$ для Dy/Y совпадает с индексом, получаемым для объемных образцов Dy. Разница $\beta_C-2\beta=0.24(2)$ показывает, что киральность может являться компонентой параметра порядка, не зависимой от намагниченности. Данный эксперимент подтверждает результаты, (PRB 64(2001) 100402(R)), полученные для критической киральности в Ho.