Quantum skyrmions in frustrated ferromagnets
我们发展了自旋为1/2的海森堡磁体中具有次近邻相互作用的磁skyrmions和反skyrmions的量子理论。利用精确对角化方法，我们用数值方法证明了量子Skyrmion作为稳定的多磁振子束缚态存在，并研究了它的量子数。然后，我们推导出一个唯象的薛定谔方程的量子skyrmion和它的内部自由度。我们发现量子skyrmions有非常不寻常的性质。它们的带宽是指数小，并产生从skyrmion和antiskyrmion之间的隧穿过程。当量子Skyrmion中加入或去除一个自旋时，能带结构会发生定性和定量的变化，这反映了Skyrmion角动量和自旋量子数的锁定特性。此外，虽然对于弱力，量子Skyrmion平行于力加速，但对于更强的场，它在垂直方向上移动。
2019-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Dynamics of Skyrmions in Chiral Magnets
我们研究了Skyrmion在手征磁性绝缘体中的量子传输，通过将微磁运动方程推广到有限温度的路径积分形式，使用场论工具。将Skyrmion的中心提升为动力学量，Skyrmion组态周围的涨落引起Skyrmion运动的时间依赖性阻尼。从阻尼核的频率依赖性，我们能够识别Skyrmion质量，从而提供了一个微观的描述Skyrmion的运动学性质。当存在缺陷或施加磁阱时，即使在极小的温度下，Skyrmion质量也会获得与有效自旋成比例的有限值。我们证明了一个Skyrmion在一个磁阱提供的约束几何行为作为一个大质量的粒子，由于其准一维的限制。一个额外的量子质量项的预测，独立的有效自旋，具有明确的温度依赖性，即使在零温度下仍然有限。
2017-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-Pseudospin Coherence and CP$^{3}$ Skyrmions in Bilayer Quantum Hall Ferromagnets
我们分析了双层量子霍尔铁磁体，其基本对称群是SU（4）。当总电子密度足够低时，自旋-赝自旋相干自发地发展。准粒子是CP^3的Skyrmions。一个skyrmion在两个层上都引起电荷调制。在填充因子$ν=2/m$下，一个基元激发由一对Skyrmion组成，其电荷为$2e/m$。最近的实验数据，由于泽田等人[物理评论快报。{ \bf 80}，4534（1998）]支持这一结论。
1999-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing Quantum Hall Pseudospin Ferromagnet by Resistively Detected NMR
利用电阻探测核磁共振（RD-NMR）研究了量子霍尔赝自旋铁磁（QHPF）态显著发展的双子带电子系统。结果表明，在总填充因子$ν=4 $附近的易轴QHPF态可由RD-NMR测量检测到。接近朗道能级（LL）交叉点之一时，RD-NMR信号强度和核自旋弛豫速率$1/T_{1}$显著增强，这是低能自旋激发的特征。然而，在另一个相同的LL交叉点处的RD-NMR信号令人惊讶地丢失，这提出了一个难题。
2009-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The quantum skyrmion Hall effect in f electron systems
本文通过动力学平均场理论计算f电子与巡游c电子耦合系统，发现局域纳米量子斯格明子在电荷电流驱动下产生横向运动，揭示了量子斯格明子霍尔效应的瞬态建立过程及其伴随的自旋旋转效应。
2023-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable skyrmion crystals and topological quantum oscillations in magnetic metals
Skyrmion是一种空间局域的磁性漩涡，它带有非零整数拓扑电荷。我们在二维铁磁体模型中研究了由反转对称破缺引起的手征相互作用下的Skyrmions晶体。我们发现，非线性四次模耦合项允许对称性增强塞曼场范围内的skyrmion晶体相保持稳定。此外，它导致在这个宽的场范围内的该自旋晶体的晶格常数的显著依赖性。传导电子耦合到这样一个可调自旋晶体示出的经验与塞曼场变化的贝里通量密度。这种可调谐的skyrmion晶体提供了一个独特的实现贝里-霍夫施塔特蝴蝶，导致一种现象，我们称之为“拓扑量子振荡”的电子态密度和相关的可观测量。
2021-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Wigner solids of domain wall skyrmions
不同类型的拓扑激发，即畴壁（DW）skyrmion的检测和表征，受到越来越多的关注，因为DW是无处不在的凝聚态粒子物理和宇宙学。在这里，我们提出的DW skyrmion的基态稳定的量子霍尔铁磁体中的长程库仑相互作用的实验证据。我们开发了一种替代方法，使用非局部电阻测量连同本地NMR探针来测量低电流引起的动态核极化的效果，从而表征平衡条件下的DW。核自旋弛豫在DW的温度，填充因子，准粒子本地化，和有效磁场的依赖性，使我们能够解释这种基态和它可能的相变的DW skyrmion的维格纳固体方面。这些结果证明了研究量子态的固有性质的重要性，而这一点在很大程度上被忽视了。
2021-10-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum fluctuations in the order parameter of quantum skyrmion crystals
传统上，Skyrmion被视为经典自旋的连续磁性纹理，具有定义良好的拓扑Skyrmion数。由于它们的拓扑保护，Skyrmions作为未来存储技术的构建块引起了极大的兴趣。较小的skyrmions提供更大的存储密度，然而，量子效应对于尺寸仅为几个晶格常数的skyrmions是不可忽略的。本文研究了稠密Skyrmion晶体基态的量子涨落，着重讨论了离散化的序参量对量子Skyrmion的应用。发现序参量是量子skyrmion存在的一个有用的指标，并捕获两个不同的skyrmion相位之间的量子相变。
2022-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum Magnetic Skyrmion Operator
本研究提出将量子磁斯格明子表示为玻色子算符的变分波函数，通过数值模拟验证了其有效性与适用范围，为多斯格明子量子相场论构建提供了基础。
2024-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Stability of a quantum skyrmion: projective measurements and the quantum Zeno effect
本文理论分析了局部投影测量下量子斯格明子的动力学，发现其量子态在外部扰动下变化甚微，并证明通过重复测量可借助量子Zeno效应实现量子斯格明子的完全稳定化。
2023-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
The quantum origins of skyrmions and half-skyrmions in Cu2OSeO3
Skyrme粒子，即$skyrmion$，在半个多世纪前被引入，并用于构建致密核物质的场论。但由于skyrmions是数学对象--特殊类型的拓扑孤子--它们可以出现在更广泛的背景下。最近在helimagnets中观察到skyrmions，形成了有望作为信息载体的纳米级自旋纹理。这些skyrmion的长度尺度比原子间的间距大得多，它们表现得像大型的经典物体，但在它们的深处却是量子起源。深入到它们的微观根源需要一个多尺度的方法，跨越整个量子到经典领域。通过利用交换能量尺度的自然分离，我们首次在Skyrmionic莫特绝缘体Cu $_2$ OSeO $_3$中实现了这一点。原子从头计算结果表明，它的磁性积木强烈起伏铜$_4$四面体。这些产生了一个连续统理论与skyrmionic纹理，同意与报告的实验。它还揭示了在特定的温度和磁场范围内，skyrmions衰变为半skyrmions。理论的多尺度方法解释了强重整化的本地时刻，并预测进一步的指纹的量子起源的磁skyrmion，可以观察到在铜$_2$ OSeO $_3$，如弱色散的高能量激发与铜$_4$四面体，弱反铁磁调制的初级亚铁磁秩序，和一个分馏skyrmion相。
2014-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Skyrmion Qubits: A New Class of Quantum Logic Elements Based on Nanoscale Magnetization
我们介绍了一类新的原始积木实现量子逻辑元件的基础上纳米级磁化纹理称为skyrmions。在Skyrmion量子比特中，信息存储在量子螺旋度中，并且逻辑状态可以通过电场和磁场来调节，提供了具有高非谐性的丰富操作机制。通过探索一个大的参数空间，我们提出了两个skyrmion量子比特变量取决于它们的量子化状态。我们讨论了适当的微波脉冲产生单量子位门量子计算，和skyrmion多量子位计划的可扩展架构与定制的耦合。可扩展性、微波场的可控性、操作时间尺度和非易失性技术的读出会聚使得skyrmion量子比特作为量子处理器的逻辑元件非常有吸引力。
2021-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Topological entanglement entropy to identify topological order in quantum skyrmions
该研究通过计算二维三角晶格量子斯格明子的拓扑纠缠熵与标量手性，发现拓扑纠缠熵可清晰区分量子斯格明子相和螺旋相并识别相变。
2023-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Skyrmion Helicity: Quantization and Quantum Tunneling Effects
我们推导出在固态的磁螺旋度的量子化，并证明了可调宏观量子隧穿，相干性和振荡的skyrmion自旋纹理稳定在挫折磁铁。我们还讨论了实验实现量子效应的参数空间。通常，对于半径为5 nm的skyrmion，具有不同螺旋度的两个宏观态之间的量子隧穿发生在低于100 mK的秒内的反向逃逸速率，以及MHz范围内的能量分裂。磁自旋系综的量子隧穿的可行性激发了利用拓扑保护的手性自旋配置进行量子操作的新平台。
2022-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Overlap integral for quantum skyrmions
利用自旋相干态的量子Skyrmion波函数的一种简化形式，得到了合适的重叠积分的解析表达式。
2000-08-17 cond-mat.mes-hall
Microscopic Theory of Skyrmions in Quantum Hall Ferromagnets
本文提出了单层量子霍尔铁磁体中Skyrmions的微观理论。这是一个独特的特点，该系统的数量密度和自旋密度纠缠的内在规定的W $%_{\infty}$代数。Skyrmion和反Skyrmion态分别被构造为空穴激发态和电子激发态的W $_{\infty }$旋转态。它们是自旋织构，伴随着密度调制，降低库仑能量。计算了它们的激发能随塞曼带隙的变化，并与实验结果进行了比较。
2005-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Quantum Hall Skyrmions in the framework of O(4) Non-linear Sigma Model
研究了O（4）非线性西格玛模型中量子Hall skyrmions的一个新框架.结合拉格朗日量中的四次稳定项，确定了skyrmions的大小和能量。此外，引入一个$θ$ -项决定了这些skyrmions的自旋和统计。
2004-01-22 cond-mat.mes-hall
Skyrmion dynamics in quantum Hall ferromagnets
利用集体坐标方法，研究了量子霍尔铁磁体的非线性西格玛模型的经典解，得到了一个Skyrmion-Magnon有效哈密顿量.利用Feynman-Vernon泛函积分形式，我们得到了描述单个Skyrmion动力学的依赖于温度的输运系数。
1999-03-09 cond-mat.mes-hall
Quantum Collapse of a Magnetic Skyrmion
本文研究了具有Dzyalishinskiii-Moriya（Dzyalishinskii-Moriya）相互作用的磁性薄膜中小Skyrmion的量子坍缩。我们用解析和数值方法研究了Skyrmion的能量和稳定性阈值，这些阈值由外磁场、外磁场和原子晶格决定。导出了描述Skyrmion尺寸和手征角耦合动力学的拉格朗日量。运动方程具有一个瞬子解，对应于通过量子隧穿的Skyrmion underbarrier收缩与随后的崩溃和拓扑电荷的衰减。计算了磁膜中Skyrmion的隧穿率，讨论了观测到量子坍缩所需的条件。
2018-06-10 cond-mat.mes-hall
Thermodynamic Phase Diagram of the Quantum Hall Skyrmion System
数值研究了基于Chern-Simons作用量的相互作用量子Hall skyrmion系统。通过注意到作用量在自旋空间中相对于磁场方向的整体自旋旋转下不变，我们得到了多Skyrmion系统的低能有效作用量。通过广泛的分子动力学模拟，我们建立了多skyrmion体系的热力学相图。
1999-08-22 cond-mat.mes-hall
Quantum Skyrmion Lattices in Heisenberg Ferromagnets
Skyrmions是拓扑磁性纹理，可以出现在非中心对称的铁磁材料中。在迄今为止实验研究的大多数系统中，skyrmions作为经典对象出现。然而，具有纳米长度尺度的skyrmions的发现引发了人们对其量子特性的兴趣。在这里，我们模拟了二维自旋$1/2$海森堡晶格与Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的基态，并发现了一个广泛的区域在零温度相图主机量子skyrmion晶格。我们认为，量子skyrmion晶格相可以通过实验检测到的磁化曲线，通过局部磁极化测量，以及通过中子散射实验可测量的自旋结构因子。最后，我们探讨了由此产生的量子skyrmion态，分析其实空间偏振分布，并表明它是一个非经典态，其特征是准粒子和环境之间的纠缠主要集中在skyrmion的边界自旋附近。
2022-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Shape Deformation driven Structural Transitions in Quantum Hall Skyrmions
远离$ν= 1$的量子霍尔基态可以用相互作用的skyrmion的集合来描述。在非线性西格玛模型的背景下，我们发现远离$ν= 1$的经典基态是一个广义Néel阶的skyrmion晶体。我们表明，作为填充$ν$的函数，skyrmion晶体在零温度下经历三角形到正方形到三角形的转变。我们认为，这种结构的转变，由个别skyrmions的形状的变化，是稳定的热和量子波动，并可能被探测实验。
1997-02-21 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Skyrmions with Higher Topological Charge
我们已经研究了填充因子ν=1的量子霍尔skyrmions，它带有不止一个拓扑单位，因此也就是电荷单位。结合分析和数值计算的方法，我们发现了一个违反直觉的结果：当塞曼能量被调节到远小于相互作用能（g μ B B/（e^2/ε \ell）< 9*10^{-5}）时，电荷2的skyrmion的产生能量小于电荷1的skyrmion的产生能量的两倍，即skyrmion成对结合。双电荷的skyrmions是稳定的，以进一步吸积的电荷，并表现出10%以上的自旋每单位电荷比电荷一skyrmions，这将在原则上，信号这种配对。
1997-04-14 cond-mat.mes-hall
Skyrmion $\leftrightarrow$ pseudoSkyrmion Transition in Bilayer Quantum Hall States at $ν=1$
在$ν=1$的双层量子霍尔态已被证明具有层间相位相干的独特状态。该态既有自旋Skyrmion的激发，又有赝自旋的赝Skyrmion的激发。结果表明，通过改变两层电子密度之间的不平衡，Skyrmion $\leftrightarrow$ pseudoSkyrmion跃迁在态中发生;在平衡点实现了PseudoSkyrmion跃迁，而在大的不平衡点实现了Skyrmion跃迁.通过观察激活能对平行于层的磁场的依赖性，可以看出这种转变。
2001-08-06 cond-mat.mes-hall
Symmetry-breaking skyrmion states in fractional quantum Hall systems
基于Skyrmion态是自发的$L_Z$和$S_Z$破缺态的假设，我们用解析的方法计算了分数量子Hall系统中Skyrmion的能量和净自旋.在$ν$ = 1/3附近具有电荷$-e/3$的准空穴skyrmion态，其中基态被称为自旋极化铁磁态，被发现即使在高达约7 T的高磁场中也存在GaAs样品。
1997-02-05 cond-mat.mes-hall
Skyrmions in integral and fractional quantum Hall systems
本文给出了限制在宽度为w的量子阱中的二维电子气的自旋激发的数值结果。自旋波和带电skyrmion激发填充因子nu=1，3和1/3的研究。计算了不同尺寸的Skyrmion随W和塞曼能量变化的相图。当nu=3时，只有当w大于磁场长度的两倍时，才会出现skyrmions。提出了一个普遍的相互作用赝势出现稳定Skyrmion态的必要条件。
2001-09-28 cond-mat.mes-hall
Magnus Force on Quantum Hall Skyrmions and Vortices
本文讨论了量子霍尔系统中作用于涡旋和Skyrmions的Magnus力。我们发现它是由系统的手征性产生的，手征性与Berry相有关，并且对于两种情况是相同的。
2003-03-20 cond-mat.mes-hall
Quantum Phase Transition in Skyrmion Lattices
我们研究了填充因子稍微偏离1的量子霍尔区二维电子气的基态，它可以看作是一个稀疏的skyrmions晶格。我们发现，在低密度极限下，skyrmions是成对束缚的，它们构成了实际的晶格。我们已经证明，在进一步增加密度的晶格经历量子相变，类似于超导相变在约瑟夫森结阵列。
1997-03-17 cond-mat.mes-hall
Skyrmion Liquid Phase of the Quantum Ferromagnet in Two Dimensions
在电子填充因子$ν= 1$附近考虑量子霍尔效应的情况下，对填充Skyrmions液体的二维量子铁磁体进行了理论研究。在$ν=1$的经典铁磁相和在$ν\neq 1$的经典顺磁相之间的交叉得到，这是与最近的骑士位移测量一致。一个新的集体模式与skyrmion液体，这是回旋类型的也被确定。
1998-04-14 cond-mat.mes-hall
Improved Composite-Boson Theory of Quantum Hall Ferromagnets and Skyrmions without Sigma Models
我们提出了一个改进的量子霍尔铁磁体的复合玻色子理论，其中的场算符只描述了物理自由度代表偏离基态。在这个方案中，skyrmions似乎只是一般的激发局限在最低的朗道水平。我们计算了一个skyrmion的激发能。我们的理论估计解释了由于Schmeller等人的活化能数据。
1998-06-11 cond-mat.mes-hall
SU(N) Quantum Hall Skyrmions
我们研究了N分量量子Hall系统中的Skyrmions。我们发现当填充因子ν= 1，2，…时，SU（N）skyrmions是能量最低的带电激发，N-1表示足够小的对称破缺项。N>2的skyrmions可以在基于Si的（110）或（111）界面的Si QH系统中实现，或者可能在Si（100）系统中实现，其中自旋和谷同位旋一起提供SU（4）对称性，或者在多层QH系统中实现。我们也给出了一个唯象的易轴SU（2）-破缺模型的Hartree-Fock结果。
1998-11-06 cond-mat.mes-hall
SU(4) Skyrmions in the $ν=\pm 1$ Quantum Hall State of Graphene
我们探索不同的skyrmion类型的最低朗道水平的石墨烯在填充因子$ν=\pm 1$。除了自旋和谷赝自旋skyrmions的形成，我们表明，另一种类型的自旋谷纠缠skyrmions可以稳定在石墨烯由于一个近似的SU（4）的自旋谷对称性，这是由亚晶格破缺项的影响。这些skyrmion有一个明确的签名，在自旋分辨密度测量的晶格尺度上，我们讨论了不同的skyrmion类型的预期模式。
2016-07-14 cond-mat.mes-hall
Optics with Quantum Hall Skyrmions
最近在填充因子接近ν= 1的量子霍尔系统中发现了一种新型的带电激发，称为Skyrmion。Skyrmion --可以被认为是电子气自旋密度的拓扑扭曲--具有与电子相同的电荷，但自旋要大得多。在这篇综述中，我们提出了一个详细的理论研究的光学性质的Skyrmions。我们的研究结果提供了光致发光（PL）光谱的Skyrmions的光学检测手段。我们首先考虑无序系统中Skyrmions的光学性质。发光能量的计算揭示了一种特殊的光学特征，使我们能够区分Skyrmions和普通电子。提出了两个测量光学特征的实验。然后我们转向纯系统中Skyrmions的光学性质。我们表明，就像一个普通的电子，Skyrmion可以绑定与空穴形成Skyrmion激子。Skyrmionic激子可以具有比普通磁激子更低的能量。Skyrmions的光学签名被发现是一个强大的功能在无序和纯系统的PL谱。
1997-10-06 cond-mat.mes-hall
Self-Consistent Field Theory studies of the thermodynamics and quantum spin dynamics of magnetic Skyrmions
引入自洽场论，研究了含磁性Skyrmion的$S = 1$量子自旋系统的热力学和自旋动力学.计算了Skyrmion分布和相图的温度依赖性。结果表明，Skyrmion进行相变的铁磁相的第一阶随着温度的升高，而周围的铁磁体的磁化强度经历了相变的第二阶时，改变到顺磁相。通过求解含时的薛定谔方程，对电场驱动的Skyrmion湮灭过程进行了量子力学描述。结果进行了比较的轨迹的半经典描述的自旋期望值，使用类似于经典的Landau-Lifshitz-Gilbert方程的微分方程。
2016-10-21 cond-mat.mes-hall
The Quantum Hall effect, Skyrmions and Anomalies
讨论了分数量子霍尔效应中Skyrmions的性质。我们首先简要描述了陈-西蒙斯-朗道-金斯堡对超光速粒子的描述，它提供了一个框架，在这个框架中，我们可以理解超光速粒子的性质的一个新的推导。Baez，A.P. Balachandran，A. Stern和A. Travesset cond-mat/9712151），不考虑异常和边缘。
1998-08-19 cond-mat.mes-hall
A critical comparison of classical field theory and microscopic wavefunctions for skyrmions in quantum Hall ferromagnets
本文研究了量子霍尔铁磁体中带电Skyrmion的经典场论描述。适当的场论是一个非线性的$σ$模型，推广到包括库仑和塞曼相互作用项。通过与基于Hartree-Fock近似、精确对角化计算和多体试探波函数的单Skyrmion态的微观描述进行比较，我们测试了经典场论的有效性范围。我们发现，场论的描述是准确的skyrmions与中等自旋量子数（$\gtrsim 10$），虽然，正如预期的那样，它失败的小自旋量子数定性。
1997-05-13 cond-mat.mes-hall
Skyrmion-mechanical hybrid quantum systems: Manipulation of skyrmion qubits via phonons
针对skyrmion量子比特多比特扩展难题，提出磁耦合纳米机械悬臂的混合量子方案，用声子作接口操控远距量子比特，线性驱动可指数增强耦合，还可研究拓扑声子及手性相互作用，为磁性微结构量子研究提供平台。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effective action for quantum Hall skyrmions
最近，一个O（3）型的有效作用量被提出的量子霍尔铁磁体，这占袋形成观察微观Hartree-Fock计算。我们将这种作用应用到孤子扇区中，并与Hartree-Fock的结果进行了比较。我们发现在整个参数范围内，skyrmions存在很好的协议。标准的最小O（3）模型不能解释这个袋子，并且还有与这个事实相关的其他缺点。
2001-04-06 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall effect in graphene coupled to skyrmions
Skyrmions是拓扑保护的自旋纹理，其特征在于拓扑缠绕数N，在某些磁性材料中自发发生。最近的实验已经证明了在Fe/Ir上生长石墨烯的能力，Fe/Ir是一种表现出二维Skyrmion晶格的系统。在这里，我们表明，在石墨烯和二维Skyrmion晶格与$N = \pm 1$之间的狄拉克电子的弱交换耦合驱动石墨烯进入量子反常霍尔相，带隙的散装，陈数${\cal C}=2N$和手征边缘状态与完美的量子化电导$G = 2N\frac{e^2}{h}$。我们的研究结果表明，Skyrmion晶格的拓扑性质可以印在石墨烯的狄拉克电子。
2015-09-29 cond-mat.mes-hall
Quantum Depinning of a Magnetic Skyrmion
研究了介观磁性绝缘体中弱驱动Skyrmion脱离杂质势的量子脱钉效应。当势垒高度较小时，马格努斯力的动力学特性优于惯性力，问题归结为强磁场中的无质量带电粒子。的WKB指数，隧穿率，热和量子隧穿之间的交叉温度的通用形式提供，独立的钉扎电位的详细形式。结果进行了讨论的宏观参数的绝缘体Cu2OSeO3和各种skyrmion半径。我们证明了足够小的磁性skyrmions，半径约10个晶格位置，由数千个自旋组成，可以表现为量子物体在低温下的mK制度。
2020-03-03 cond-mat.mes-hall
Field Theory of Quantum Hall Effects, Composite Bosons, Vortices and Skyrmions
基于\CB图像，建立了量子霍尔效应的场论.它与微观波函数理论密切相关。其特征在于，场算符仅仅描述了代表偏离劳克林态的物理自由度。它是分析\LLL激发态的有力工具。结果表明，在无自旋量子霍尔系统中，所有的激发都是非局域拓扑孤子。另一方面，在自旋自由度的存在下，它表明，一个量子相干性自发地发展，其中激发包括一个Goldstone模式，除了非局域拓扑孤子。孤子是分别带有U（1）和SU（2）拓扑荷的涡旋和Skyrmion。它们的经典组态是由它们的微观波函数导出的。Skyrmion仅仅表现为\LLL中的低能激发，而不是有效非线性西格玛模型的解。我们使用它作为Skyrmion理论的一致性检查，Skyrmion在Skyrmion尺寸的消失极限中被减少到涡旋。我们评估了一个Skyrmion的激活能，并与实验数据进行了比较。
1998-03-13 cond-mat.mes-hall
Extra Spin-Wave mode in Quantum Hall systems. Beyond the Skyrmion Limit
我们报告的观察一个新的自旋模式的量子霍尔系统在附近的奇电子填充因子的实验条件下排除Skyrmion激发的可能性。新的模式具有假定为零的能量在奇数填充因子出现在小的偏离奇数填充因子和耦合到自旋激子。额外的自旋模式的存在假设一个非平凡的磁序在朗道能级的部分填充周围的量子霍尔铁磁体，然后Skyrmion晶体。
2010-04-11 cond-mat.mes-hall
Landau Level Mixing and Skyrmion Stability in Quantum Hall Ferromagnets
我们提出了一个Hartree-Fock研究，将朗道能级混合和屏蔽的影响，由于填充水平到量子霍尔铁磁体的准粒子的能量和状态的计算。我们用它来构建一个相图的skyrmion稳定性的磁场和塞曼耦合强度的函数。我们发现朗道能级混合倾向于自旋极化准粒子，而有限厚度修正有利于skyrmions。我们的研究表明，Skyrmion的稳定性在高朗道水平是非常敏感的方式，其中电子-电子相互作用被修改的有限厚度，并指出这是至关重要的，使用具有现实的短距离行为的模型，以获得定性正确的结果。我们发现，最近的实验证据skyrmions在更高的朗道水平不能解释在我们的模型。
2000-05-25 cond-mat.mes-hall
Skyrmion Quantum Diode Prototype: Bridging Micromagnetic Simulations and Quantum Models
University of Florida（佛罗里达大学）；University of Michigan（密歇根大学）
本研究提出基于Skyrmion量子比特的量子二极管原型，结合微磁模拟与量子模型，实现单向Skyrmion传输与潜在量子架构兼容性，为混合Skyrmion-量子平台奠定基础。
2026-01-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum skyrmion dynamics studied by neural network quantum states
本研究利用神经网络量子态，结合变分蒙特卡洛与含时变分原理，探究磁场梯度下量子斯格明子的动力学，证实磁场梯度可有效操控量子斯格明子且其相互作用会衰变，为量子磁系统演化研究提供新路径。
2024-03-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Quantum States of a Skyrmion in a 2D Antiferromagnet
通过量子化Belavin-Polyakov模型的标度参数，得到了二维反铁磁晶格中Skyrmion的量子态.在量子力学中，由于晶格破坏了连续自旋场模型的平移不变性而导致的Skyrmion经典坍缩被Skyrmion的离散能级之间的跃迁所取代。由于发射的磁振子的跃迁率计算。讨论了探测Skyrmion态量子化的方法。
2021-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum fluctuations stabilize Skyrmion textures
在这里，我们表明，与非共线自旋织构的量子自旋涨落相关的零点能量产生类卡西米尔磁场。我们研究这些Casimir领域的拓扑保护的非共线自旋纹理称为skyrmions的效果。我们计算零点能量，在自旋波展开的最低阶，在海森堡模型与Dzyalonshinkii-Moriya相互作用选择，使经典的基态显示skyrmion纹理，消失后，应用足够强的磁场。我们的计算表明，Casimir磁场贡献了总塞曼能量的10%，所需删除的skyrmion纹理与外加场，从而是一个可观察到的效果。
2015-02-06 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Skyrmion Lattices at $g \approx 0$
在Lánde $g$因子为零的极限下，研究了一类Skyrmions的经典基态构型.我们表明，在这个限制，skyrmions这是大的和重叠的，从小skyrmions定性不同的行为。我们调查的系统在各种制度的自旋刚度。我们发现，在所有的制度，在$g=0$，基态配置是一个矩形skyrmion晶格与Néel取向有序。电荷分布具有面心矩形晶格的较高对称性，自旋极化的$z$分量为零。我们还提出了一般的论点为消失的自旋极化在$g=0$在有限的温度和在无序的存在下，并讨论了我们的结果的一些实验结果。
2003-04-26 cond-mat.mes-hall
Controlled Creation of Quantum Skyrmions
我们研究量子skyrmions在二次纳米晶格的量子自旋耦合Dzyaloshinkiii-Moriya和交换相互作用。我们数值计算表明，不同种类的量子skyrmions，其特征在于它们的自旋期望值的大小和它们的稳定性的强烈差异，可以出现作为基态和作为亚稳态激发。依赖于耦合强度和晶格尺寸，在晶格边界处的磁化的绝热旋转方案允许量子skyrmions的受控创建。
2022-06-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Skyrmion Qudit in a Triangular-lattice magnet
本研究提出三角晶格磁体中量子斯格明子的通用解析解，证明在显著势垒下系统为斯格明子量子比特（qudit）而非量子比特，其相干性比量子比特大千倍，为量子信息理论开辟新前景。
2025-08-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnon-Skyrmion Hybrid Quantum Systems: Tailoring Interactions via Magnons
该研究提出磁振子-斯格明子混合量子系统，揭示微磁体磁振子模式与斯格明子量子化螺旋度的强耦合机制，可介导非互易相互作用，为磁性微结构的量子研究与信息处理提供平台。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Zeno effect in an unstable system with NMR
从理论上提出了一种利用核磁共振（NMR）验证量子芝诺效应（QZE）抑制衰变过程的方案。核自旋受低频噪声的影响，因此人们可以自然地观察到非指数衰变行为，这是观察QZE的先决条件。我们还描述了QZE的一个关键组成部分，即对核自旋的测量，可以在现有技术中用NMR实现
2013-03-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Skyrmion Qubits: Challenges For Future Quantum Computing Applications
本文探讨了磁性纳米斯格明子作为量子比特的潜力，分析了通过电学控制其量子化螺旋度激发以实现基于斯格明子的固态量子计算机的进展与挑战。
2024-01-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Universal quantum computation based on nanoscale skyrmion helicity qubits in frustrated magnets
阻挫磁体中的Skyrmions具有螺旋度自由度，其中两种不同构型的布洛赫型Skyrmions在磁偶极-偶极相互作用下具有能量优势，并且具有相反的螺旋度。当一个skyrmion的半径达到纳米量级时，它必然成为量子力学的物体。基于阻挫磁体中布洛赫型纳米尺度skyrmion的双重简并性，我们构造了一个量子比特。结果表明，在多层体系中，基于纳米Skyrmion的普适量子计算是可能的。我们明确地展示了如何构建的$π/4$相移门，阿达玛门，和CNOT门。单量子比特量子门是通过在时间上控制电场和自旋电流来实现的。通过控制相邻两层Skyrmion中心之间的距离，利用Ising型交换耦合实现了双量子比特门。本机制的优点是不需要外部磁场。我们的结果可能会打开一个可能的方式，以通用的量子计算的基础上纳米级拓扑自旋纹理。
2022-04-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
