Измерение жесткости спиновых волн в аморфных ферромагнитных микропроводах методом малоуглового рассеяния поляризованных нейтронов

Представлены результаты измерения спин-волновой жесткости ферромагнитного микропровода, представляющего собой аморфную жилу соединения Fe$_{77.5}$Si$_{5.5}$B$_{15}$ диаметром $10$ мкм в стеклянной оболочке. Исследования проводились методом малоуглового рассеяния поляризованных нейтронов. В соответствии с квадратичным законом дисперсии для ферромагнетика, рассеяние нейтронов на спиновых волнах сконцентрировано внутри конуса с углом отсечки $\theta_C$. Угол отсечки $\theta_C$ был получен сравнением антисимметричного вклада в интенсивность рассеяния поляризованных нейтронов с модельной функцией для магнитного поля, которое изменялось от $3.40$ до $41$ мТ. При этом угол отсечки $\theta_C$ уменьшался в соответствии с уравнением $\theta^2_C(H) = \theta_0^2-(g\mu_BH + \Delta)\theta_0/E_i$, где $\theta_0 = \hbar^2 / (2Am_n)$. Жесткость спиновых волн $A$ и щель в спектре спиновых волн $\Delta$ были получены из полевой зависимости $\theta^2_C(H)$. Величина жесткости спиновых волн ферромагнитного микропровода Fe$_{77.5}$Si$_{5.5}$B$_{15}$ при комнатной температуре равна $A = 82(3)$ мэВÅ$^2$, а энергетическая щель $\Delta = 0.048(2)$ мэВ. Показано, что эта методика измерения жескости спиновых волн может быть успешно использована на компактных (с малым и средним потоком) импульсных источниках нейтронов на основе ускорителей.