Skyrmion formation in a bulk chiral magnet at zero magnetic field and above room temperature
我们报道了在$β$ -Mn型手性磁体Co $_9$ Zn $_9$ Mn $_2$中，Skyrmion在很宽的温度范围内（包括室温）通过场冷却通过热力学平衡Skyrmion相实现亚稳态，该相存在于转变温度$T_\mathrm{c}$ $\sim$ 400 K以下.曾经产生的亚稳态skyrmion在室温和室温以上的零磁场下都能存活。这种在宽温度和磁场范围内的稳定Skyrmions证明了拓扑结构的关键作用，并为Skyrmions在大块手征磁体中的技术应用迈出了重要的一步。
2017-09-23 cond-mat.str-el
A mechanism to pin skyrmions in chiral magnets
我们提出了一种通过引入磁交换强度的局部极大值来钉扎手性磁体中Skyrmions的机制，该机制可以通过设计巡游电子的局部密度来实现手性磁性薄膜。从而找到了一种人工控制手性磁性薄膜中单个Skyrmion位置的方法。研究了孤立Skyrmion在钉扎中心附近的定态性质和动力学钉扎与脱钉扎过程。我们做了一系列的模拟，以显示的临界电流depin一个skyrmion有线性依赖于钉扎强度。我们还估计临界电流的数量级为10^{7} \sim 10^{8}A/m^{2}。
2012-06-25 cond-mat.str-el
Stability of skyrmions in perturbed ferromagnetic chiral magnets
磁skyrmions是在手征磁体中观察到的自旋拓扑织构，由于其在自旋电子学领域的应用，引起了人们极大的兴趣。本文研究了铁磁手征磁体中孤立圆skyrmions在不同扰动和外场作用下的稳定性。为此，我们开发了一个通用的系统程序的基础上，在一个谐波展开系列的skyrmion边界，允许identifycation的每个不稳定通道上的skyrmion圆形的崩溃独立。我们将我们的方法应用到几个有代表性的自旋模型与实际利益，以获得零温度相图，孤立skyrmions出现亚稳态。本文提出的结果是在最近的实验中观察到的孤立skyrmions的属性，打开扩展到更复杂的情况下的分析的可能性。
2018-11-28 cond-mat.str-el
Quintuplet condensation in the skyrmionic insulator Cu2OSeO3 at ultrahigh magnetic fields
Shizuoka University（静冈大学）；Loughborough University（拉夫堡大学）；Leibniz Institute for Solid State and Materials Research Dresden（德累斯顿莱布尼茨固体与材料研究所）；University of Tokyo（东京大学）
本研究在超高压磁场下发现铜氧化物绝缘体Cu2OSeO3中出现磁子玻色-爱因斯坦凝聚，并揭示其与磁电耦合相关的电极化特征。
2026-02-20 cond-mat.str-el
Disordered skyrmion phase stabilized by magnetic frustration in a chiral magnet
磁Skyrmion是一种涡旋状的拓扑自旋织构，在具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的结构手性磁体中经常观察到形成三角晶格的Skyrmion晶体。最近，$β$ -Mn结构型Co-Zn-Mn合金被确定为一类新的手性磁体，以容纳这种skyrmion晶体相，而$β$ -Mn本身被称为容纳元素几何受抑自旋液体。在这里，我们报告的中间组合物系统钴$_7$锌$_7$锰$_6$是一个独特的主机的两个断开，热平衡拓扑skyrmion相;一个是传统的skyrmion晶体相稳定的热波动和限制存在的磁转变温度$T_\mathrm{c}$以下，另一个是一种新型的三维无序skyrmion相，是稳定的远低于$T_\mathrm{c}$。这种新的无序Skyrmion相的稳定性是由于手性磁性与Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和$β$ -Mn固有的受抑磁性之间的合作相互作用。
2018-11-06 cond-mat.str-el
Establishing the fundamental magnetic interactions in the chiral skyrmionic Mott insulator Cu2OSeO3 by terahertz electron spin resonance
最近在Cu $_2$ OSeO $_3$中发现的Skyrmions为创造和操纵Skyrmionic自旋织构提供了一个新的平台。我们使用高场电子自旋共振（ESR）光谱结合太赫兹自由电子激光和高达64 T的脉冲磁场探测和量化其微观自旋相互作用。除了提供对长波长Goldstone模式的直接访问外，该技术还探测了标准低频ESR无法访问的激发光谱的高能量部分。将观测到的磁场模式的行为拟合到理论框架中，实验上建立了这种skyrmionic磁体的基本磁性构建块是刚性的、高度纠缠的和弱耦合的四面体。
2014-05-15 cond-mat.str-el
Magnon-skyrmion scattering in chiral magnets
手性磁体支持拓扑skyrmion纹理由于Dzyaloshinskiii-Moriya自旋轨道相互作用。在存在足够大的施加磁场的情况下，这样的skyrmions是场极化磁态的大振幅激发。我们分析研究了这样的skyrmion激发和它的小振幅波动之间的相互作用，即，磁振子在一个干净的二维手征磁铁。的磁振子谱被发现包括两个磁振子skyrmion束缚态对应的呼吸模式，并为中间场，四极模式，这将引起子隙磁共振和电共振。由于skyrmion拓扑结构，磁振子从Aharonov-Bohm通量密度散射，导致偏斜和彩虹散射，其特征在于通常具有多个峰的不对称微分截面。作为斜散射的结果，有限密度的skyrmion将产生拓扑磁振子霍尔效应。利用能量-动量张量的守恒定律，我们证明了磁振子也向Skyrmion传递动量。因此，磁振子电流导致磁振子压力，反映在斯吉尔米子的蒂勒运动方程中的动量转移力中。这种力是反作用的，并受Skyrmion的散射截面的控制;它不仅导致有限的Skyrmion速度，而且导致大的Skyrmion霍尔效应。我们的研究结果提供了，特别是，在清洁的绝缘手征磁体中的稀释Skyrmion气体的Skyrmion热电子学理论的基础。
2014-09-24 cond-mat.str-el
Generic aspects of skyrmion lattices in chiral magnets
磁skyrmions是拓扑非平凡的自旋漩涡，可能不会连续转换成拓扑平凡的状态，如铁磁自旋对齐。近年来，在某些非中心对称的大块手征磁体中发现了由Skyrmions组成的晶格结构。尽管这些材料的特征温度、磁场和长度尺度有很大的变化，而且无论其电子状态是金属、半导体还是绝缘体，它们的磁相图都有着显著的相似性。
2016-03-29 cond-mat.str-el
Skyrmion quantum numbers and quantized pumping in two dimensional topological chiral magnets
研究了具有非均匀自旋结构的二维磁性绝缘体中实现绝热电荷极化、自旋极化和量子化泵浦的一般条件。特别地，我们着重研究了由相关二维拓扑绝缘体通过自发对称性破缺产生的手征亚铁磁绝缘体。非均匀自旋结构的绝热形变产生自旋规范通量，从而诱导绝热电荷和自旋极化电流。单位泵浦电荷/自旋由两个拓扑不变量的乘积决定，这两个拓扑不变量分别定义在动量空间和实空间中。同样的拓扑不变量决定了Skyrmion纹理的电荷和自旋量子数。研究发现，在非中心对称系统中，存在一种新的拓扑相，称为拓扑手征磁绝缘体，其中Skyrmion缺陷是带电荷的自旋1/2费米子$e$。考虑一般非均匀系统的绝热电流响应，证明了手征磁绝缘体的量子化拓扑响应具有第二陈数。
2011-12-22 cond-mat.str-el
Metastable skyrmion lattices governed by magnetic disorder and anisotropy in $β$-Mn-type chiral magnets
磁skyrmions是涡旋状的拓扑自旋织构，经常在具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的结构手性磁体中观察到。其中，具有$β$ -Mn型手性结构的Co-Zn-Mn合金在室温以上具有Skyrmion。在这个系统中，最近发现Skyrmion在很宽的温度和磁场范围内作为长寿命的亚稳态存在，并且Skyrmion晶格从三角晶格转变为正方晶格。为了获得对Co-Zn-Mn合金的手性磁性的看法，并阐明与Skyrmion相关的各种性质如何随组成而变化，我们在磁化率和小角中子散射测量方面对Co $_{10}$ Zn $_{10}$，Co $_9$ Zn $_9$ Mn $_2$，Co $_8$ Zn $_8$ Mn $_4$和Co $_7$ Zn $_7$ Mn $_6$进行了系统的研究。在所有化合物中普遍观察到具有极长寿命的稳健亚稳skyrmions。另一方面，螺旋传播矢量的优选取向及其温度依赖性在改变Mn浓度时显著改变。在这些材料中的亚稳态skyrmions的鲁棒性归因于拓扑性质的skyrmions的结构和磁无序的影响。磁晶各向异性以及磁无序由于受挫Mn自旋在引起所观察到的螺旋状态和相应的skyrmion晶格形式的变化中起着至关重要的作用。
2020-08-12 cond-mat.str-el
Creation of Skyrmions by Electric Field on Chiral-Lattice Magnetic Insulators
我们从理论上提出，利用非共线Skyrmion自旋和电极化的强度之间的耦合，通过电极尖端施加电场，可以在几纳秒内在手性晶格磁性绝缘体薄膜样品上电学产生磁性Skyrmion，即以量子化拓扑数为特征的纳米自旋涡旋.这一发现将为利用多铁性Skyrmions作为低能耗磁存储器件的信息载体而没有焦耳热能量损失铺平道路。
2015-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Vortices, skyrmions, and chirality waves in frustrated Mott insulators with a quenched periodic array of impurities
有限${\mathbf Q}$磁不稳定性在受抑磁体中相当普遍。当磁化率在通过晶格对称操作相关的多个${\mathbf Q}$矢量处最大化时，可以遵循诸如涡旋和skyrmion晶体的奇异磁有序。在这里，我们表明，一个周期性的阵列，可以实现通过电荷密度波排序，导致丰富的相图具有过多的手性磁相，特别是当有一个简单的关系之间的倒易矢量的杂质超晶格和磁性${\mathbf Q}$ -矢量。我们还研究了改变杂质浓度或干扰具有小猝灭随机性的杂质阵列的效果。简要讨论了杂质超晶格的其他实现方法。
2016-07-24 cond-mat.str-el
Onset of a skyrmion phase by chemical substitution in MnGe chiral magnet
用中子小角散射方法研究了含$x$（$0 \leq x \leq 0.3$）的Mn $_{1-x}$ Fe $_{x}$ Ge合金的磁相图的演化。我们毫不含糊地观察到的skyrmion晶格（或A-相）在散装MnGe和其发病下一个小的Mn/Fe替代的情况下。在那里，A相被赋予特殊的skyrmion密度，并且在非常大的温度区域和与Fe浓度成比例的场范围内稳定。我们的研究结果强调了通过化学掺杂来微调Skyrmion晶格特性的可能性。
2019-11-27 cond-mat.str-el
Magnetoelectric Resonances and Predicted Microwave Diode Effect of Skyrmion Crystal in Multiferroic Chiral-Lattice Magnet
我们从理论上发现，在多铁性手征晶格磁体Cu_2 O_SeO_3中，Skyrmion晶体（SkX）的独特本征模不仅对交流磁场（H^w）是磁激活的，而且对交流电场（E^w）也是电激活的，它放大了E^w与自旋织构之间的动态磁电耦合.在它们的电和磁激活过程之间产生的强烈干扰可以导致对微波的空前大的二极管效应，即，当入射方向反转时，SkX的吸收变化高达~20%。我们的研究结果表明，skyrmion可以是一个有前途的微波器件的积木。
2013-03-19 cond-mat.str-el
Solitary wave excitations of skyrmion strings in chiral magnets
手征磁体具有拓扑线激发，其中每个截面内的磁化形成skyrmion织构。我们研究的分析和数值的低能量，非线性动力学这样的skyrmion字符串在场极化立方手征磁铁，我们证明，它支持孤波。这些波通常是非互易的，即，它们的性质取决于它们的速度$v$的符号，但是这种非互易性随着$|v|$的减小而减小。一个有效的场理论描述的孤立波推导出，是有效的限制$v \to 0$，并获得他们的配置文件和他们的存在制度。我们的分析结果与微磁模拟的手征磁体FeGe的参数适当的定量证实。与孤立波的流体涡丝中发现的相似之处指出。
2019-02-04 cond-mat.str-el
Skyrmions in Chiral Magnets with Rashba and Dresselhaus Spin-Orbit Coupling
Skyrmions是基础科学和应用感兴趣的拓扑自旋纹理。以前的理论研究主要集中在系统与破缺体反演对称性，其中skyrmions稳定的易轴各向异性。在这里，我们调查系统，打破表面反演对称性，除了可能打破散装反演。这导致两个不同的Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）条款与强度$D_\perp$，所产生的Rashba自旋轨道耦合（SOC），$D_\parallel$从Dresselhaus SOC。我们表明，skyrmions变得越来越稳定，随着$D_\perp/D_\parallel$的增加，延伸到易平面各向异性的制度。我们发现Skyrmions的自旋织构和拓扑电荷密度具有非平凡的空间结构，其量子化的拓扑电荷由一个Chern数给出。我们的研究结果给出了一个设计原则，调整Rashba SOC和磁各向异性，以稳定的skyrmions在薄膜，表面，界面和大块磁性材料，打破镜像对称。
2015-10-07 cond-mat.str-el
Large anomalous Nernst coefficient in an oxide Skyrmion crystal Chern insulator
通过第一性原理计算，预测了在EuO单层上引入载流子电子的Skyrmion晶体中会出现一个相当大的横向热电系数N，其大小可能达到应用的程度.这鼓励未来的实验来追求这样的效果。
2018-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological spin Hall effects and tunable skyrmion Hall effects in uniaxial antiferromagnetic insulators
电流驱动反铁磁skyrmions物理学的最新进展已经观察到马格努斯力的缺失。我们概述了这种现象的对称性原因，并表明，这种取消将失败的情况下，自旋极化电流。配对微磁学模拟与半经典自旋波输运理论，我们表明，skyrmions产生自旋极化的横向磁振子电流，自旋极化的磁振子电流可以反过来产生反铁磁skyrmions的横向运动。我们研究铁磁和反铁磁的情况下的skyrmion霍尔角的频率依赖性的定性差异，并关闭提出一个简单的skyrmion为基础的磁振子设备的自旋通道解复用。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of magnetic excitations of skyrmion crystal in a helimagnetic insulator
Skyrmion是一种拓扑稳定的自旋织构，其中自旋方向包裹一个球体。拓扑性质引起了涌现的电磁现象，如拓扑霍尔效应。近年来，利用中子衍射和洛仑兹透射电子显微镜在手性螺旋磁体中观察到了纳米尺度Skyrmion的结晶。Skyrmions在低至$\sim$ 10 $^6$ A/m $^2$的电流密度下是相当可移动的，并且在某些情况下，直到接近室温时是稳定的。这些特征表明，skyrmions可能作为类似于气泡存储器的磁性稳定变量工作，但具有拓扑功能。本文从微波响应的角度研究了螺旋磁绝缘体Cu $_2$ OSeO $_3$中Skyrmion晶体的低能激发.我们观察到两种不同的激发的skyrmion具有不同的偏振特性;逆时针循环模式在1 GHz和呼吸模式在1.5 GHz。这些模式可能发挥了至关重要的作用，在低能量动力学的skyrmions，因此在他们的操纵通过外部刺激。
2012-04-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Skyrmion Fractional Chern Insulator: An Intrinsically Multiband Route to Fractionalization in Rhombohedral Graphene
Department of Physics, Stanford University（斯坦福大学物理系）；Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院物理系）
该研究提出菱面石墨烯莫尔超晶格中分数量子反常霍尔效应的斯格明子分数量子化起源，构建有效场论并构造变分试探波函数，确立了不依赖部分填充陈带的FQAH实现的现实途径。
2026-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chiral Magnetic Skyrmions with Arbitrary Topological Charge ("skyrmionic sacks")
我们表明，连续和自旋晶格模型的手征铁磁和反铁磁提供了一个无限多个稳定的孤子解的任何整数拓扑电荷的存在。新skyrmions的形态和相应的能量依赖性的详细描述。所考虑的模型是通用的，并且预期预测可能发生在包括原子层的各种手性磁体中的过多的粒子状状态，例如，PdFe/Ir（111）、菱形GaV $_4$ S $_8$半导体、B20型合金如Mn $_{1-x}$ Fe $_x$ Ge、Mn $_{1-x}$ Fe $_x$ Si、Fe $_{1-x}$ Co $_x$ Si、Cu $_2$ OSeO $_3$、无中心四元Heusler化合物。
2018-11-13 cond-mat.str-el nlin.PS
Melting of hexagonal Skyrmion states in chiral magnets
Skyrmion是在某些磁性材料的薄膜中观察到的螺旋结构（10.1126/science.1120639）。在这些材料（10.1103/PhysRevB.80.054416）的晶体对称性所允许的相中，仅观察到六方堆积相（SC_h）。在这里，使用蒙特卡罗模拟研究了$SC_h$相的熔化。除了通常的措施Skyrmion密度手征电荷，形态措施被认为是。在这样做时，它示出的手征电荷的低温降低与Skyrmion配置文件的变化，而不是Skyrmion破坏。在较高的温度下，六重对称性的丧失与破坏六方堆积的细长Skyrmions的出现有关。
2012-09-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Engineered Chiral Skyrmion and Skyrmionium States by the Gradient of Curvature
纳米曲率磁体可以支持稳定在局部曲率的磁性skyrmion，而没有任何内在的手性相互作用。在这里，我们提出了一种新的机制，稳定手征Néel skyrmion态依赖于\textit{gradient}的曲率。我们说明我们的方法与一个例子的磁性薄膜与垂直磁各向异性形状为圆形压痕。我们发现，除了拓扑平凡的基态，有两个Skyrmion态的缠绕数$\pm 1$和一个Skyrmionium态的缠绕数$0$。这些手性状态是由于在弯曲的纳米压痕由于曲率引起的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的空间不均匀性的手性磁畴壁的钉扎而形成的。后者是由于弯曲处的局部曲率的梯度而出现的。虽然skyrmion的手性是由当地的曲率的符号，其半径可以在很宽的范围内变化，通过工程的弯曲相对于纳米压痕的中心的位置。我们提出了一个通用的方法，它使一个减少磁问题的任何表面的旋转到共同的平面问题，通过适当的修改常数的各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。
2018-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of magnon-skyrmion scattering in chiral magnets
本文从理论上研究了具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的手征磁体中存在单个Skyrmion时的磁振子动力学。我们表明，通过微磁模拟的散射过程的磁振子的skyrmion可以清楚地定义，虽然都起源于共同的自旋。我们发现：（i）磁振子被skyrmion偏转，由于拓扑结构的有效磁场，角度强烈依赖于磁振子波数;（ii）skyrmion运动是由磁振子散射驱动的，通过磁振子和skyrmion之间的动量交换：总动量守恒。这表明，skyrmion有一个明确的，虽然高度非牛顿的动量。
2013-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chiral Skyrmionic matter in non-centrosymmetric magnets
二十多年前，人们就预测了具有固定旋转方向和纳米尺寸的轴对称磁弦（手征磁涡旋或Skyrmions）存在于一大群非中心对称晶体中。最近，在立方螺旋磁晶（Fe，Co）Si薄层中直接观察到了这些异常的磁态。在这份报告中，我们应用我们以前的理论研究结果，审查的主要性质的手性Skyrmions，阐明其物理性质，并分析这些最近的实验结果的磁场驱动的演化的Skyrmions和螺旋体的手性helimagnets。
2010-09-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum Skyrmions in Two-Dimensional Chiral Magnets
研究了二维磁体中磁skyrmion-晶体-铁磁体相界附近的磁skyrmion的量子力学。我们发现，skyrmion激发有一个能量色散分裂成多个带，由于结合的马格纳斯力和基础的晶格。Skyrmion的凝聚可以在Skyrmion晶体和铁磁体之间产生一个中间相：一种量子液体，其中Skyrmion不是空间局域的。我们发现临界行为依赖于自旋大小$S$和Skyrmion的拓扑数。本文还讨论了非弹性中子散射测量中量子skyrmions的实验特征。
2016-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Driven skyrmions and dynamical transitions in chiral magnets
研究了自旋极化电流作用下手征磁体中Skyrmion的动力学行为。Skyrmions在铁磁背景中的运动激发自旋波，并有助于额外的阻尼。在大电流下，自旋波谱变得无隙，并且从铁磁态动态地产生skyrmions。在更高的电流下，这些skyrmions由于阻尼而强烈变形，并且在阈值电流下变得不稳定，导致手性液体。我们展示了如何通过增加磁螺旋状态下的电流来创建skyrmions。然后，我们构建了一个动态相图的手征磁铁与电流。不同状态之间的不稳定性转换可以观察到实验上明确的签名在运输测量，如跳跃和滞后。
2013-05-13 cond-mat.str-el nlin.PS
Skyrmion Lattice in a Chiral Magnet
Skyrmions代表具有粒子性质的拓扑稳定场配置。我们用中子散射观察到自发形成的二维晶格的Skyrmion线，一种类型的磁涡旋，在手性巡回电子磁体MnSi。无论磁场相对于原子晶格的方向如何，skyrmion晶格稳定在顺磁性和垂直于小的施加磁场的长程螺旋磁有序之间的边界处。我们的研究实验建立磁性材料缺乏反演对称性作为一个舞台的新形式的晶体秩序组成的拓扑稳定的自旋状态。
2009-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chiral skyrmion states in non-centrosymmetric magnets
非中心对称磁性晶体中存在手性Skyrmion态，这是由于不对称交换Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用破坏了均匀的磁性状态，通常导致扭曲的无公度磁性自旋结构。最近，在具有非中心对称立方B20晶体结构的手征螺旋磁体的磁性层中观察到了Skyrmion晶格和自由Skyrmion。这些态的稳定性和它们的变换性质令人印象深刻地说明了理论预测的这些手性二维局域自旋态的孤子性质。本文主要研究了六角Skyrmion晶格中立方螺旋磁网的数值严格解。它证明和扩展以前的近似解决方案，使用圆细胞近似（CCA）的计算的自由能的Skyrmion晶格。本文的理论结果提供了一个全面的描述skyrmion晶格演化中施加的磁场和/或在存在单轴，立方和交换各向异性。本文将磁化强度固定模量M=常数的低温唯象理论应用于手征磁体的磁态。
2014-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergence of skyrmion lattices and bimerons in diluted chiral magnetic thin films
Skyrmions是一种拓扑保护的场结构，具有类似粒子的性质，在各个科学领域中发挥着重要作用。最近，Skyrmions已被直接观察到手征磁铁。在这里，我们调查的影响，不同的初始状态（随机或螺旋状态）和skyrmion晶体的形成在一个离散的晶格上的doppler杂质（结构点状缺陷）。通过第一性原理计算和Monte Carlo技术，我们已经表明，即使是一个很小的比例的自旋空位存在于手性磁性薄膜影响相当大的skyrmion秩序。杂质的主要效应与热效应有些相似。这些自旋空位的存在也诱导了螺旋态和skyrmion态的致密重子（双重子）的形成。我们还研究了相邻的杂质只产生一个孔（几乎是圆形的形状）故意插入板（形成一个非简单连接的歧管）上的skyrmion晶体的影响。
2013-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Skyrmion fluid and bimeron glass protected by a chiral spin liquid on a kagome lattice
Skyrmions从基础和技术的角度来看都很有趣，因为它们有可能作为信息载体。但一个挑战涉及它们的操纵，特别是在高温下，热波动最终会使它们解体。在这里，我们研究了Skyrmions和手性自旋液体之间的竞争，使用后者作为熵缓冲施加准真空的Skyrmions。结果，温度变成了一个旋钮，将skyrmion密度从稠密的液体调整到稀释的气体，保护每个skyrmion的完整性免受顺磁衰变。有了这个额外的旋钮在手，我们发现在高场的拓扑自旋玻璃的零维和一维拓扑缺陷（分别）。skyrmions和bimerons）。
2023-02-07 cond-mat.stat-mech 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
Dynamics of skyrmions in chiral magnets: dynamic phase transitions and equation of motion
研究了Skyrmions在金属手征磁体中的动力学行为。首先，我们表明，skyrmions可以动态地创建不稳定的铁磁背景状态通过自旋极化电流。然后，我们把skyrmions作为刚性粒子，并推导出相应的运动方程。Skyrmions的动力学是由马格努斯力主导的，这解释了在实验中观察到的Skyrmions的弱钉扎。最后讨论了Skyrmions的量子运动。
2014-01-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el nlin.PS
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
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
Skyrmions and antiskyrmions in monoaxial chiral magnets
本研究揭示单轴手性磁体中斯格明子与反斯格明子可作为等能、相反拓扑电荷的亚稳二维孤子共存，并可借助外场频率调控其运动。
2023-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-wave spectroscopy on Dzyaloshinskii-Moriya interaction in room-temperature chiral magnets hosting skyrmions
本文研究了室温附近可容纳磁skyrmion的手征磁体FeGe和Co-Zn-Mn合金的自旋波传播特性。基于反向传播自旋波之间的频移，直接计算了Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）相互作用的大小和符号。所得到的磁性参数定量地解释了skyrmion的大小和螺旋度以及它们的材料变化，证明了DM相互作用在这类室温手性磁体中skyrmion的形成中起着决定性的作用。因此，自旋波传播光谱可以成为研究体相单相化合物中DM相互作用的有效工具。我们的研究结果也证明了在室温下基于手性晶体结构的自旋波二极管的功能。
2017-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theoretically proposed controlled creation of Bloch-type skyrmions with spin-orbit torque in a chiral-ferromagnet/heavy-metal heterojunction
本文从理论上阐明传统磁性双层异质结构中自旋轨道矩产生斯格明子困难的原因，提出采用手性铁磁层承载Bloch型斯格明子的方案，并通过微磁学模拟证明垂直自旋流可可控产生Bloch型斯格明子，为斯格明子自旋电子器件提供新平台。
2025-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interaction of Individual Skyrmions in Nanostructured Cubic Chiral Magnet
我们报告的直接证据的磁场依赖性字符之间的相互作用，以及在B20型FeGe纳米条纹的Skyrmions和边缘之间的高分辨率洛伦兹透射电子显微镜观察。结果表明，当外加磁场超过一定的临界值时，这种长程Skyrmion相互作用的性质由吸引变为排斥。实验测得的平衡skyrmion间和skyrmion边缘的距离作为施加磁场的函数显示定量协议与微磁模拟的结果。详细讨论了退磁场的重要作用和三维磁skyrmions的内部对称性。
2018-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum motion and level quantization of a skyrmion in a pinning potential in chiral magnets
在没有空间反演对称性的手征磁体中，实验上观察到一种新的拓扑激发--Skyrmion。Skyrmion的动力学等价于电子在强磁场中的运动。由于skyrmion涉及大量的自旋，因此不清楚是否存在可观察到的量子效应。在这项工作中，我们研究了skyrmion的量子动力学钉扎势。在没有钉扎势的情况下，由于自旋的Berry相产生的强出射磁场，skyrmion进行回旋运动，并且所有skyrmion占据最低的朗道能级。当不施加驱动力时，它们的波函数强烈地局域在半径小于$1\ Å$的区域内。因此，在大多数情况下，skyrmion的量子效应是微弱的。在存在钉扎势的情况下，Skyrmions的最低朗道能级被分裂成量子化能级，其特征在于轨道矩。量子化能级间的跃迁可以通过低温微波吸收测量实验观察到。量子效应对于小尺寸的skyrmion更为显著，这在具有大的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的磁体中可以实现.
2013-08-13 cond-mat.str-el nlin.PS
Surface twist instabilities and skyrmion states in chiral ferromagnets
在外延MnSi/Si（111）膜中，由于形成具有垂直于膜表面的传播方向的特定表面手性调制，从未达到面内磁化饱和[Wilson等人，Phys.Rev.B88，214420（2013）]。在本文中，我们表明，这种手征表面扭曲的发生是一个普遍的效果归因于所有的块体和约束磁性晶体缺乏反演对称性。我们目前的实验研究，这一现象在纳米层的MnSi/Si（111）的支持下，在标准的唯象模型的详细理论分析。在具有内在或诱导手性的磁性纳米层中，这种表面诱导的不稳定性成为相当大的影响，并在skyrmion晶格和其他非平凡手性调制的形成中起着至关重要的作用。
2014-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Particle model for skyrmions in metallic chiral magnets: dynamics, pinning and creep
最近在某些没有空间反转对称性的手性磁性材料中发现了称为skyrmions的自旋织构，并且由于其在自旋电子学中的应用前景而引起了极大的关注，因为仅需要低的外加电流来驱动它们的运动。当一个传导电子在Skyrmion周围运动时，它的自旋被自旋织构完全极化，并获得一个量子化的相位;因此，Skyrmion产生一个涌现的电动力学，反过来又决定了Skyrmion的运动，并产生一个有限的霍尔角。虽然Skyrmions表现为粒子，但迄今为止还没有粒子级的动力学描述。这样的模型将对从理论分析和计算建模上理解skyrmion动力学产生巨大的影响。本文从微观连续介质模型出发，导出了体系的运动方程，得到了skyrmions之间的短程相互作用以及skyrmions与缺陷之间的相互作用。由于潜在的新兴电磁场，Skyrmions还经历垂直于其速度的马格努斯力。我们验证了运动方程通过研究使用粒子和连续介质模型的脱钉过渡。通过使用粒子描述，我们解释了最近的实验观察到的旋转的skyrmion晶格中存在的温度梯度。我们还预测了skyrmions在钉扎势中的量子和热蠕变运动。
2013-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fluctuation-induced Néel and Bloch skyrmions at topological insulator surfaces
与拓扑绝缘体接触的铁磁体由于具有自旋-动量锁定的狄拉克表面态的存在而成为自旋电子学的有吸引力的候选者。由于这种双层Bi $_2$ Se $_3$ -EuS结构，例如，在远超过体EuS的居里温度的温度下，在界面处显示有限的磁化。本文从理论上确定了拓扑绝缘体-铁磁体界面{ \it上}的有效磁相互作用和磁有序温度。我们表明，通过整合出狄拉克费米子波动的有效Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和磁荷相互作用出现。因此，在铁磁体和拓扑绝缘体的界面上可以形成单个的磁性skyrmion和扩展的skyrmion晶格，最近已经在实验上首次观察到了这种迹象。
2018-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent electrodynamics of skyrmions in a chiral magnet
当一个电子在一个平滑变化的非共线磁结构中运动时，它的自旋取向不断地适应，从而感应出作用在磁结构和电子上的力，这些力可以用涌现电动力学的电场和磁场来描述。所谓的skyrmions的拓扑量化缠绕数，即，最近在手征磁体中发现的某些磁旋在理论上被预测为每个Skyrmion恰好感应出一个量子的出射磁通量。因此，一个运动的skyrmion预计将感应出一个符合法拉第感应定律的新兴电场，法拉第感应定律继承了这种拓扑量子化。在这里，我们报告的霍尔效应测量，建立定量预测的紧急电动力学。这使得我们能够获得在只有10^6 A/m^2的超低电流密度下Skyrmion与杂质脱钉的定量证据，以及它们随后的运动。非常小的电流密度和简单的传输测量相结合，提供了基本的见解之间的联系，涌现和真正的电动力学的skyrmions在手性磁体，并承诺是重要的应用程序在长期的。
2012-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Solid--liquid transition of skyrmions in a two-dimensional chiral magnet
研究了二维海森堡手征磁体中具有双轴Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的Skyrmions的熔化。这些拓扑激发可以在零温度下形成具有长程位置有序的三角形晶体。然而，我们使用大规模的蒙特卡罗模拟，在小的有限温度下，skyrmions，而形成一个典型的二维固体：位置的相关性衰减与距离的幂律，而取向的相关性仍然有限。在更高的温度下，我们观察到一个直接的过渡，从这个二维固体到液体的短程相关。这不同于一般的二维均匀颗粒系统，其中在固体和液体之间实现六角相。
2017-10-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Chern dartboard insulator: sub-Brillouin zone topology and skyrmion multipoles
本文提出约化陈数与陈镖靶绝缘体，在亚布里渊区实现量子化拓扑而体态平凡，揭示斯格明子赝自旋纹理及莫比乌斯费米子等奇异边缘态，并指出可在光子晶体中实现。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Enhanced Stability of Skyrmions in Two-Dimensional Chiral Magnets with Rashba Spin-Orbit Coupling
最近的发展导致了三维（3D）手性磁体中skyrmions活动的爆炸。实验已经直接探测了这些拓扑自旋纹理，揭示了它们的非平凡性质，并为新的应用提出了建议。然而，在3D中，skyrmion晶体相仅在温度场相图的狭窄区域中观察到。我们在这里表明，使用基于对称性的一般分析，skyrmions更容易稳定在二维（2D）系统与Rashba自旋轨道耦合。这种增强的稳定性产生于场和易平面磁各向异性之间的竞争，并导致skyrmions核心中拓扑电荷密度的非平凡结构。我们进一步表明，在磁交换的各种微观模型中，所需的易平面各向异性自然产生于相同的自旋-轨道耦合，这是负责手性Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。我们的研究结果是特别感兴趣的二维材料，如薄膜，表面和氧化物界面，打破表面反演对称性和Rashba自旋轨道耦合自然导致手性交换和易平面罗盘各向异性。我们的理论为二维磁性材料在大范围磁场下稳定skyrmions的实验研究提供了明确的方向。
2014-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Compact Skyrmions, Merons and Bimerons in Thin Chiral Magnetic Films
一个meron是一个有争议的拓扑激发，因为它只携带一半的拓扑电荷单位。我们给出了一个反例，研究了二维非线性西格玛模型和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，其中拓扑激发是merons，bimerons和skyrmions.它们的行为就像自由粒子一样，因为它们是电中性的。一个突出的特点是拓扑电荷密度被严格限制在紧凑的领域。我们提出了一种分析方法，这些紧凑的激发，并构建了相图。它是由螺旋，meron，skyrmion晶体，skyrmion气体和铁磁相。它很好地解释了最近在MnSi和FeCoSi薄膜等手征磁体中的实验数据，证实了merons确实是系统中的基本拓扑激发。
2010-10-20 cond-mat.str-el hep-th
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
Edge instability in a chiral stripe domain under an electric current and skyrmion generation
受最近通过在电流驱动下切割手性条纹畴产生skyrmion的实验观察的启发[Jiang { \emph{et al.} }，Science { \bf{349} }，283（2015）]，我们通过模拟条纹畴的动力学来研究skyrmion产生的机制。我们的skyrmion生成理论是基于这样一个事实，即有两个半skyrmion连接到一个条纹域的两端。这些半skyrmion移动由于skyrmion拓扑电荷和电流之间的耦合。因此，条纹畴根据半skyrmions的运动方向而弯曲或拉伸。对于大电流，skyrmions是通过强烈的弯曲或拉伸切断条纹域而产生的。我们的理论为实验提供了解释，并得到了新实验的支持。此外，我们预测，skyrmions也可以产生使用布洛赫条纹域下的自旋转移力矩，可以实现在B20化合物。
2016-07-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el nlin.PS
Magnetic skyrmions, chiral kinks and holomorphic functions
我们提出了一种新的方法来理解磁skyrmion解决方案的非凡多样性。我们的方法结合了一个新的分类方案，有效的分析和数值方法。我们引入手征扭结的概念来解释自旋纹理中不利的手征性区域，并将二维磁skyrmions进行这种手征扭结的封闭畴壁进行分类。特别是，我们表明，磁skyrmions的拓扑电荷可以表示在组成封闭的畴壁和手征扭结。我们的分类方案的指导下，我们提出了一种方法，用于创建迄今未知的磁skyrmions，其中涉及制定的全纯函数和随后的数值能量最小化的初始自旋配置。我们数值研究的稳定性所产生的磁skyrmions的外部场和各向异性参数的范围内，并提供定量估计的稳定范围为整个各种skyrmions扭结。我们表明，限制这一范围内的参数可以很好地描述在特定的skyrmion解决方案和孤立的条纹与手性扭结的相对能量。
2020-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Symmetry-Governed Dynamics of Magnetic Skyrmions Under Field Pulses
该研究针对手性磁斯格明子认知不完整的问题，依据外磁场脉冲响应将其分为静止、平移、旋转三类，明确磁织构对称性的作用，为斯格明子散射等应用相关研究提供新方向。
2024-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chiral Edge Currents for ac Driven Skyrmions in Confined Pinning Geometries
本研究证明在受限钉扎几何中，交流驱动的斯格明子晶格在弱钉扎通道边缘产生由跳跃轨道承载的手性边缘电流，其大小可通过驱动参数调控，且对无序具有鲁棒性，为控制斯格明子运动提供了新方法。
2019-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Embedded skyrmion bags in thin films of chiral magnets
本研究利用洛伦兹透射电子显微镜，在B20型FeGe薄板中证实了嵌入斯格明子晶格的斯格明子袋在零或反向磁场下仍具非凡稳定性，并提供了成核方案，确立了该体系探索拓扑磁性孤子的平台地位。
2024-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
