Vortical versus skyrmionic states in the topological phase of a twisted bilayer with $d$-wave superconducting pairing
最近的研究表明，当超导体Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$的两个扭曲单层在一定的扭曲角下发生耦合时，会出现手性拓扑相.在这项工作中，我们揭示了这种扭曲的超导双层膜的行为与$d_{x^2-y^2}$配对对称的存在下施加磁场。具体来说，我们表明，紧急涡旋物质可以作为吸烟枪检测拓扑超导在这样的双层。此外，我们报告了两个不同的skyrmionic状态，表征手性拓扑相位，并提供充分的考虑他们的实验签名和他们的演变与扭曲角。
2022-06-29 cond-mat.supr-con
Chirality inversion and radius blow-up of a Néel-type skyrmion by a Pearl vortex
该研究理论结合数值与微磁模拟，揭示超导体–手性铁磁异质结构中Pearl涡旋可使同轴Néel型斯格明子手性反转、半径激增，并受材料参数与超导层厚度调控。
2022-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic response of nematic superconductors: skyrmion stripes and their signatures in muon spin relaxation experiments
该研究提出一种新方法分析向列超导体的磁响应，发现其会形成独特的skyrmion条纹，且该结构在μ子自旋旋转实验的场分布中表现为双峰，与标准涡旋晶格信号明显不同。
2023-03-09 cond-mat.supr-con
Mesoscale phase separation of skyrmion-vortex matter in chiral magnet-superconductor heterostructures
本文从理论上研究了超导体-手征磁体双层膜中多个磁skyrmions与多个超导涡旋相互作用的平衡位形。我们发现，在这个系统中的旋涡和skyrmions混溶混合物打破了在一个特定的波数足够强的耦合，给地方显着不同的介观模式：凝胶，条纹，集群，夹层条纹和复合凝胶集群结构。我们还表明，通过适当的参数选择，可以热调谐均匀和密度调制相之间。
2021-12-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Effect of Pearl Vortices on the Shape and Position of Néel-Type Skyrmions in Superconductor-Chiral Ferromagnet Heterostructures
本综述基于解析与数值方法，研究了超导体-手性铁磁体异质结构中超导涡旋对 Néel 型斯格明子形状与位置的影响，预测了半径增大、手性改变及形状改变等效应，并讨论了相关实验。
2025-07-15 cond-mat.supr-con
Interactions of composite magnetic skyrmion-superconducting vortex pairs in ferromagnetic superconductors
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Edge Hill University（边缘山大学）；Keio University（庆应义塾大学）
研究铁磁超导体中Skyrmion-涡旋对的相互作用，揭示其在不同区域的束缚态行为及聚类现象，为控制混合拓扑物质提供理论支持。
2026-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Skyrmion-(Anti)Vortex Coupling in a Chiral Magnet-Superconductor Heterostructure
本文报道了[IrFeCoPt]/Nb异质结中手征磁性与超导电性的耦合实验。半径约为50 nm的skyrmions的杂散场足以在25 nm的Nb膜中形成反晶格，通过模拟证实了磁化，临界电流和通量动力学的独特特征。我们还检测到一个热调谐Rashba-Edelstein交换耦合在孤立的skyrmion阶段。这种强相互作用的skyrmion-（反）涡旋系统的实现开辟了一条通往可控拓扑混合材料的道路，迄今为止还无法实现。
2021-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Deformation of a Néel-type Skyrmion in a Weak Inhomogeneous Magnetic Field: Magnetization Ansatz and Interaction with a Pearl Vortex
提出非对称磁化 Ansatz 和两阶段自由能最小化方法，研究弱非均匀场中 Néel 型斯格明子的形变及其与 Pearl 涡旋的相互作用，并用微磁模拟验证相图。
2024-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fractional skyrmion and absence of low-lying Andreev bound states in a micro fractional-flux quantum vortex
本文研究了层状（多组分）超导体中分数通量量子涡旋的准粒子激发模和拓扑数。通过求解半通量量子涡旋的Bogoliubov方程，发现在量子涡旋的核中不存在能量接近于零的Andreev束缚态，这与通量间涡旋的结果形成了惊人的对比.与此结果相关的是，存在具有相反角动量的奇异激发模式，围绕涡旋核心沿相反方向移动。分数通量量子涡旋的拓扑指数（skyrmion数）变为分数，因为拓扑指数被分成两部分，一部分来自涡旋（体），另一部分来自扭结（畴壁，边界）。涡旋和扭结（畴壁）的拓扑数都是分数，它们的和变成整数。这表明了这个结果和有边界流形的指数定理之间的一个有趣的类比。我们认为分数通量量子涡旋是不可交换的，遵循非阿贝尔统计。这种涡旋的非阿贝尔统计不同于p波超导体中的涡旋统计。
2019-09-25 cond-mat.supr-con quant-ph
Skyrmionic chains and lattices in $s+id$ superconductors
本文报道了$s+id$超导体在磁场作用下的时间反转对称破缺的特征涡旋组态。处于$s+id$状态的涡旋倾向于在$s-$和$d-$波凝聚体之间具有相反相位的缠绕。我们发现，这一独特的功能与竞争之间的$s-$和$d-$波对称性的结果在三个不同的类别的涡位形。当$s-$或$d-$凝聚绝对占优势时，涡旋形成常规晶格。然而，当一种凝聚物相对占主导地位时，涡旋组织在链中，表现出skyrmionic字符，将$s \pm id$序参量的手性组分分离成链内和链外的域。这种skyrmionic链被发现即使在高磁场下也是稳定的。当$s-$和$d-$凝聚体具有相当的强度时，涡旋将核分裂成两个手性组分以形成成熟的skyrmion，即具有整数拓扑电荷的无核拓扑结构，组织在晶格中。我们提供了所有状态的特征磁场分布，使它们的识别，例如扫描霍尔探针和扫描SQUID实验。这些独特的涡旋状态与高T $_c$铜酸盐和铁基超导体相关，其中竞争配对对称性的相对强度预计将通过温度和/或掺杂水平进行调整，并且可以帮助区分$s+is$和$s+id$超导相。
2020-02-12 cond-mat.supr-con
Steering Majorana braiding via skyrmion-vortex pairs: a scalable platform
本文提出利用超导体-铁磁体异质结构中的斯格明子-涡旋对在二维空间中绝热编织马约拉纳零能模，并通过自洽计算数值验证其非阿贝尔统计，为可扩展拓扑量子计算提供了新平台。
2021-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Skyrmions formation due to unconventional magnetic modes in anisotropic multi-band superconductors
多带超导体具有足够的自由度，允许以Skyrmionic拓扑不变量为特征的拓扑激发。在最常见的，干净的s波多频带，系统的带间磁耦合有利于复合涡旋解决方案，没有Skyrmionic拓扑电荷。最近讨论了某些类型的各向异性导致带间相位差（Leggett）模式与磁模式的杂交，极大地改变了系统的流体静磁特性。在这里，我们报告这种效果的一系列参数，大大改变了拓扑激励的性质，导致解决方案的特点是由一个非平凡的拓扑不变，而不是标准的复合涡的解决方案。这个不变量不是真正的拓扑守恒，但能量守恒，导致在每个带中形成的束缚激发，即分数涡旋，每个携带一部分通量量子的纹理。我们证明，在这个政权有一个丰富的光谱Skyrmion解决方案，与各种拓扑电荷，这是强大的相对于系统的参数的变化，并提出了广泛的各向异性。
2019-12-03 cond-mat.supr-con
Elasticity and melting of skyrmion flux lattices in p-wave superconductors
我们解析地计算了p波超导体中Skyrmion磁通晶格在低临界场H_c1附近的能量、磁化曲线（B（H））和弹性，并利用这些结果和Lindemann判据来预测它们的熔化曲线。与总是在外场H > H_c1处熔化的涡旋通量晶格形成鲜明对比，Skyrmion通量晶格在H_c1附近从不熔化。这就提供了一个简单而明确的测试skyrmions的存在。
2007-05-07 cond-mat.supr-con
Skyrmion-vortex hybrid and spin wave solutions in superconducting ferromagnets
本文在场论框架下研究铁磁超导体中涡旋与斯格明子的耦合，构造出斯格明子-涡旋复合拓扑解，并分析其自旋波色散，发现群速度变号及磁旋子模式等独特现象。
2025-06-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Comparing the Dynamics of Skyrmions and Superconducting Vortices
第二类超导体中的涡旋作为研究非平衡集体现象的理想系统引起了极大的关注，因为涡旋的自有序性与淬火无序和热效应竞争。在涡旋系统中发现的动力学效应包括脱钉、非平衡相变、蠕变、结构有序-无序转变和熔化。了解涡旋动力学对于超导体的应用也很重要，因为超导体要求涡旋要么保持固定，要么以受控的方式移动。最近，在实验上已经在手征磁体中实现了称为skyrmions的拓扑缺陷。在这里，我们强调skyrmion动力学和涡旋动力学之间的异同。许多先前应用于超导涡旋的想法和实验装置也可以用于研究skyrmions。我们还讨论了两个系统之间的一些差异，如潜在的大贡献的马格努斯力的skyrmion系统，可以显着改变的动力学和输运性质。
2013-12-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Vortex quantum tunnelling versus thermal activation in ultrathin superconducting nanoislands
我们考虑了两种可能的机制，单涡波动进入/退出通过表面势垒的超导盘形纳米岛由铅和组成的几个单原子层，它可以使用现代技术制造。我们估计隧穿概率，并建立这两种机制之间的交叉标准取决于磁场和系统的大小。对于涡旋入口的情况下，量子隧穿占主导地位的温度/通量相图的主要部分。对于旋涡出口的情况，热激活的可能性更大。这个不平凡的结果是由于势垒高度和宽度之间的微妙平衡，这分别决定了热激活和量子隧穿的速率。
2012-08-06 cond-mat.supr-con
Majorana bound states in magnetic skyrmions imposed onto a superconductor
考虑了超导薄膜交换耦合到附近的手征磁性层，研究了磁性skyrmions如何诱导超导体中Majorana束缚态的形成。受Yang等人[Phys. Rev. B 93，224505（2016）]的提议的启发，该提议提出了偶数缠绕数的skyrmion中的MBS，我们探索了这样的skyrmion是否可以由普通skyrmion合并而成。我们的结论是，形成更高的绕组skyrmions是不现实的手征磁铁。随后，我们提出了一种可能性，以获得MBS从现实的skyrmion的缠绕数1，如果形成的skyrmion涡对，而不是一个裸露的skyrmion。具体地说，我们表明，MBS支持在一对圆形skyrmion和涡都有一个缠绕数为1。我们备份我们的分析预测与数值对角化的结果，并获得MBS的空间分布。鉴于最近的实验进展操纵skyrmions，这样的系统是有前途的候选人，以实现直接空间控制的MBS。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Impurity state in the vortex core of d-wave superconductors: Anderson impurity model versus unitary impurity model
采用扩展的Anderson/Kondo杂质模型描述高$T_{\text{c}}$ d波铜氧化物中杂质周围的磁矩，在从玻色子平均场方法的框架下，通过精确对角化Bogoliubov-de Gennes方程，数值研究了涡旋核中杂质态.低能杂质态与扫描隧道显微镜观察结果符合得很好。在杂质位钉扎一个涡旋后，我们通过考察磁场对杂质态的影响，比较了幺正杂质模型和扩展的Anderson杂质模型。我们发现，在幺正杂质模型中，杂质共振受到涡旋的强烈抑制，而在扩展的Anderson杂质模型中，杂质共振对场的影响不敏感。
2002-05-28 cond-mat.supr-con
Dynamics of skyrmions and edge states in the resistive regime of mesoscopic \emph{p}-wave superconductors
在一个手性$p\,$波超导体的介观样品中，在面外外加磁场中稳定了包含Skyrmion和边缘态的新态。使用时间相关的金兹伯格-朗道方程，我们揭示了动态响应的状态，外部施加电流。三个不同的制度，即超导（静态），电阻（非静态）和正常制度，类似于传统的$s$波超导体。然而，在电阻制度和依赖于外部电流，我们发现，移动skyrmions和边缘状态的行为明显不同于传统的运动学涡旋，从而提供了新的指纹识别的$p\,$波超导。
2016-03-07 cond-mat.supr-con
Skyrmion-like textures in superconductors with competing order
超导体中的涡核可以发展出结构，并表现出竞争秩序。在强磁场中，涡间距离可以变得足够短以使涡核重叠，从而产生长程织构。我们发现，自旋轨道耦合（SOC）可以修改涡核之间的相互作用，产生起伏的竞争秩序领域。我们用SO（3）竞争序理论来说明这一点，其中超导和标量序形成一个三分量矢量场。我们考虑一个球面上的径向磁通量，创建两个漩涡。我们发现固定的解决方案，两个涡核发展竞争秩序（a）相同的意义，和（b）相反的意义。后者代表一个拓扑稳定的矢量配置类似于一个单一的skyrmion。当引入SOC时，其自由能降低，使其成为超过阈值SOC强度的基态。我们在二维平面上用吸引哈伯德模型和Rashba SOC研究了这一物理现象。我们发现长范围的相位，但空间调制，CDW秩序的平均CDW时刻消失。在很宽的参数范围内，CDW失去其刚性，因为SOC降低了畴壁形成的能量成本。我们讨论的系统，如cuprates的电荷顺序发展没有尖锐的衍射峰的后果。
2019-03-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Vortex State in Na_xCoO_2.yH_2O: p_x\pm ip_y-wave versus d_{x^2-y^2}\pm id_{xy}-wave Pairing
基于三角晶格中可能存在的$p_x\pm ip_y$ -或$d_{x^2-y^2}\pm id_{xy}$ -波对的有效哈密顿量，通过求解Bogoliubov-de Gennes方程，研究了涡旋态的电子结构，该有效哈密顿量与新发现的Na $_{0.35}$ CoO $_2$ $\cdot y$ H $_2$ O密切相关.发现$p_x\pm ip_y$波作为跳跃积分$t<0$有利于电子掺杂。发现$p_x\pm ip_y$波和$d_{x^2-y^2}\pm id_{xy}$波超导体的最低涡旋束缚态分别具有零能量和正能量，其涡旋结构具有有趣的六重对称性.在强的在位排斥作用下，反铁磁序和铁磁序分别在前两者的涡核周围产生，这两种序都由于自旋简并度的提升而导致LDOS峰的分裂. STM和NMR测量能够探测在这项工作中发现的涡旋态的新特征。
2003-08-15 cond-mat.supr-con
Properties of skyrmions and multi-quanta vortices in chiral $p$-wave superconductors
手征$p$波超导态支持不同于常规超导态的丰富的拓扑激发谱。除了畴壁分隔不同的手征态，手征$p$波态支持奇异和无核涡旋也被解释为skyrmion。在这里，我们提出了一个孤立的奇异和无核涡旋态的能量特性的各向异性和磁场穿透长度的函数的数值研究。在给定的手征态下，具有相反缠绕的单量子涡旋具有不同的能量，因此只有一种在能量上是有利的。我们发现，与适当的相位绕组的符号，两个量子（无芯）涡总是积极优于两个孤立的单量子（奇异）涡。我们还报告解决方案进行更多的通量量子。然而，与携带两个通量量子的那些相比，这些通常在能量上更昂贵/亚稳态。
2016-04-20 cond-mat.supr-con
Dynamic Phases and Reentrant Hall Effect for Vortices and Skyrmions on Periodic Pinning Arrays
本研究探讨周期性钉扎阵列上涡旋和斯格明子的动态相，发现重入霍尔效应及负微分电导，为检测涡旋霍尔效应提供理想平台。
2022-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Skyrmions induced by dissipationless drag in U(1)xU(1) superconductors
更一般地说，多组分超导体和超流体具有组分间的电流-电流相互作用。我们发现，在具有很强的组分间拖曳相互作用的超导体中，在外场中形成的拓扑缺陷的特征在于Skyrmionic拓扑电荷。然后，我们证明，它们可以区分从普通的涡旋物质的一个非常典型的磁化过程中，由于间skyrmion力的偶极性质。这些结果为证实或排除$p$波超导体中自旋刚度降低的$p$波态的形成提供了实验依据。
2014-03-08 cond-mat.supr-con hep-th
String monopoles, string walls, vortex-skyrmions and nexus objects in polar distorted B-phase of $^3$He
复合宇宙学物体--以弦为边界的Kibble-Lazarides-Shafi（KLS）壁和以Nambu单极子为终端的宇宙弦--可能在早期宇宙的相变中产生。最近的实验在超流体$^3$他再现了KLS域壁的形成，这开辟了新的舞台，详细研究这些对象在人类控制系统中具有不同的特征长度。这些复合缺陷是由两个连续的对称破缺相变形成的。在第一个过渡中，形成弦，然后在第二个过渡中，弦成为KLS壁的终止线。以同样的方式，在第一次跃迁中形成单极子，然后在第二次跃迁中这些单极子成为弦的终止点。在这里，我们表明，在附近的第二个过渡的复合缺陷可以描述的相对同伦群。这是因为有两个完全分离的长度尺度，产生了两类不同的简并真空态，$R_1$和$R_2$，并且复合对象对应于群$π_n(R_1,R_2)$的非平凡元素。本文以气凝胶对液态$^3$ He进行畸变后，在两步相变过程中形成的所谓极性畸变B相为例进行了讨论。在这个系统中，弦单极子终止自旋涡旋与偶数缠绕数，而KLS弦壁终止于半量子涡旋。在磁场的作用下，涡旋-skyrmions形成，弦线转变为弦结。我们还讨论了这些对象的整数值拓扑不变量。我们的研究也适用于其他凝聚态和宇宙学系统中的复合缺陷。
2020-04-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interaction of Skyrmions and Pearl Vortices in Superconductor-Chiral Ferromagnet Heterostructures
我们研究了一种在手征铁磁体内部含有磁性Skyrmions（Sk）的混合异质结构，手征铁磁体通过绝缘势垒与薄超导膜连接。势垒阻止超导体和手性磁体之间的电子输运，使得耦合只能通过这些材料产生的磁场发生。我们发现珍珠涡旋（PV）在Skyrmion半径内自发产生，而反珍珠涡旋（\(\overline{\mathrm{PV}}\)）补偿珍珠涡旋的磁矩在Sk半径外产生，形成一个能量稳定的拓扑混合结构.最后，我们分析了skyrmion和vortex晶格的相互作用以及它们之间的相互反馈。特别是，我们认为，的skyrmions的大小将受到很大的影响的涡旋的存在提供了另一个前景操纵skyrmionic大小接近超导体。
2019-03-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multi-vortex versus interstitial vortices scenario in superconducting antidot arrays
在超导薄膜中，反点（孔）的工程晶格充当涡旋的柱状钉扎位点的阵列，从而导致在由晶格间距引导的相称场处的涡旋匹配现象。涡旋钉扎的强度和性质由反点晶格的几何特征（例如晶格间距$a_0$、反点直径$d$、晶格对称性、取向等）以及超导薄膜的特征长度尺度（即，相干长度（$ξ$）和穿透深度（$λ$）。存在至少两种竞争情形：（i）多个涡旋在较高匹配周期处位于每个反点上，以及（ii）在较高匹配周期处在间隙位点处存在涡旋的成核。此外，在适当的条件下，成核间隙涡也有可能发生重排。我们提出了我们的实验结果在上述情况下的NbN反点阵列。
2009-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Continuum versus discrete flux behaviour in large mesoscopic Bi(2)Sr(2)CaCu(2)O(8+delta) disks
扫描霍尔探针和本地霍尔磁强计测量已被用来调查磁通分布在大型介观超导磁盘的大小，位于体和介观涡旋制度之间的交叉附近。通过直接映射在不同的应用领域的磁盘的磁感应曲线得到的结果可以相当成功地拟合到分析模型，假设在样品中的磁通量的连续分布。然而，在低磁场下，我们确实观察到了底层离散涡旋结构的清晰特征，并且可以解决涡旋团在增加的磁场中的特征介观压缩。即使在更高的领域，其中单一的涡流分辨率丢失，我们仍然能够跟踪的涡流图案的结构变化，因为竞争的涡流订单强加明确无误的签名上的“本地”磁化曲线作为一个功能的应用领域。我们的观察结果是非常一致的分子动力学数值模拟，使我们在我们的系统中的离散和连续行为之间的交叉的长度尺度的自然定义。
2008-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The Kibble-Zurek Scenario and Coarsening Across Nonequilibrium Phase Transitions in Driven Vortices and Skyrmions
本研究通过驱动涡旋和斯格明子跨越非平衡相变，发现Kibble-Zurek标度指数因缺陷运动方式而异，斯格明子晶体中缺陷可攀移促进粗化，涡旋层列态中粗化被抑制，结果适用于广泛非平衡系统。
2023-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Majorana bound states in chiral ferromagnet-superconductor heterostructures revisited
Moscow Institute for Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；L. D. Landau Institute for Theoretical Physics（朗道理论物理研究所）；HSE University（高等经济大学）
研究手性铁磁体与超导体异质结构中Majorana零模的稳定性，分析自旋轨道耦合对Majorana态的影响，并探讨磁涡旋与磁涡旋对局域态的作用。
2026-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strong coupling of a single photon to a magnetic vortex
强的光-物质耦合是量子信息协议交换信息的必要条件。它用于通过量子总线（光子）耦合不同的量子位（物质）或传递不同类型的激发，例如光与声子或磁振子之间的转换。一个未探索的，到目前为止，接口是光和拓扑保护粒子之间的耦合，如磁畴壁，skyrmions或涡旋的激发。在这里，我们从理论上表明，一个单光子生活在一个超导腔可以强烈耦合到一个纳米盘中的磁涡旋的回旋模式。我们结合数值和分析计算超导共面波导谐振器和不同实现的纳米盘（材料和尺寸）。我们表明，为了提高耦合，在谐振器中制造的收缩是有益的，允许达到强耦合的CoFe光盘半径$200-400$ nm具有几GHz的谐振频率。强耦合制度允许相干地交换单个光子和涡旋激发的量子。因此，我们的计算表明，这里提出的设备作为光子和旋转涡旋之间的换能器，开辟了补充超导量子位与拓扑保护的自旋激发，如涡旋或skyrmions。最后，我们讨论了利用涡旋作为短波长磁振子发射体在量子数据处理中的潜在应用。
2019-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Magnetic force microscopy versus scanning quantum-vortex microscopy: Probing pinning landscape in granular niobium films
本文介绍了扫描量子涡旋显微镜技术，通过低温磁力显微镜研究磁控溅射铌膜，利用被捕获涡旋作为纳米探针探测钉扎势与晶界，实现了30nm分辨率。
2025-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
