Dynamics of a magnetic skyrmionium in an anisotropy gradient
磁性Skyrmionium是一种由两个Skyrmion数相反的Skyrmion组成的零Skyrmion数的磁化组态。在这里，我们研究了各向异性梯度下的Skyrmionium的动力学。我们发现Skyrmionium能被各向异性梯度有效地驱动，并沿梯度方向直线运动。Skyrmion的Hall角接近于零，比Skyrmion的Hall角小得多。而速度要大得多。我们还证明了skyrmionium的运动依赖于阻尼系数，运动中的skyrmionium稳定性可以通过缩小纳米线的宽度来调制。我们的工作为Skyrmionium的驱动提供了一种有效的方法，这在Skyrmionium赛道存储器的应用中可能是有前途的。
2019-04-30 cond-mat.mes-hall
Double bit in-plane magnetic skyrmions on a track
磁skyrmion通常是指在均匀磁化状态的背景下，由均匀排列的面外自旋包围的扭曲自旋织构。磁性skyrmion的不变性在自旋纹理的任何连续变换下保持其拓扑电荷，导致代表磁性skyrmion的纹理对外部扰动的鲁棒性，使其成为理想的使用skyrmion作为。理想的信息载体需要这样的行为。迄今为止，大多数磁skyrmion研究都集中在垂直磁化系统中，其中skyrmion拓扑数由skyrmion的核心和/或外部垂直磁化方向之间的相对取向决定，要么向上/向下，要么向下/向上。在这里，我们表明，也存在一种新的类型的磁skyrmion周围的自旋是均匀对齐的面内方向。通过对面外skyrmion自旋织构的连续变换和弛豫，我们证明了面内skyrmion也是可能的，其中背景磁化在面内方向。与传统的垂直磁化的Skyrmion不同，具有相反符号拓扑电荷的面内磁Skyrmion可以在面内磁化系统中固有地共存。此外，带相反电荷的面内skyrmions可以在电流作用下一起运动，并表现出相反自旋的霍尔效应。这些发现证明了在垂直磁化系统中不可能实现的单根磁线中双比特传输的内在可能性。
2018-11-30 cond-mat.mes-hall
Magnetostatics of Magnetic Skyrmion Crystals
磁性Skyrmion晶体是在具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的手征铁磁材料中产生的拓扑磁性织构。本文首次用微磁学模拟方法研究了磁性Skyrmion晶体产生的静磁场。对于Néel型Skyrmion晶体，场将在晶面的一侧消失，这取决于螺旋度;而对于布洛赫型Skyrmion晶体，场将分布在两侧，并且对于两个螺旋度是相同的。这些特征和静磁场的对称性关系可以从杂化三Q态的标量磁势和矢量磁势得到理解。讨论了利用磁性Skyrmion晶体与手征铁磁层的叠层结构在纳米尺度上构建静磁场的可能性，并对利用磁矩捕获和操纵中性原子具有潜在的应用前景。
2017-12-17 cond-mat.mes-hall
Interactions between atomic-scale skyrmions in 2D chiral magnets
本文研究二维手性磁体中原子尺度斯格明子间的相互作用，发现形状畸变和磁畴形成均可诱导吸引作用，且小尺寸斯格明子的相对作用范围更远，为跨尺度稳定控制斯格明子运动提供依据。
2023-11-29 cond-mat.mes-hall
Dipolar-drift and collective instabilities of skyrmions in crossed nonuniform electric and magnetic fields in a chiral magnetic insulator
在点粒子Skyrmions近似下研究了多铁性绝缘体中的Skyrmions动力学，其中螺旋磁结构伴随有限电偶极矩。研究了在垂直磁场和电场梯度中Skyrmion的运动。具有固定梯度大小的非均匀磁场导致螺旋运动，其中Skyrmion在垂直于磁场方向的平面内循环。循环的频率由外部磁场的导数和偶极矩的大小固定。外加垂直于磁场、但梯度方向相同的电场，使skyrmions发生漂移运动，产生磁偶极霍尔效应。交叉非均匀电场和磁场中相互作用Skyrmions气体的流体动力学研究表明，漂移运动引起了一种新的流体动力学不稳定性。三个制度的不稳定性进行了说明。
2019-11-10 cond-mat.mes-hall
Edge states and skyrmion dynamics in nanostripes of frustrated magnets
磁skyrmions是最近在手征磁体中发现的类粒子拓扑激发。它们的小尺寸，拓扑保护和容易被电流操纵，这些都使人们对使用skyrmions进行信息存储和处理产生了极大的兴趣。最近，有人提出，具有额外自由度的skyrmions可以存在于磁阻挫材料中。在这里，我们表明，动态的skyrmions和antiskyrmions在纳米条纹的受抑磁体的强烈影响，在条纹边缘形成的复杂的自旋状态。这些状态创建多个边缘通道，引导skyrmion运动。边缘态的非平凡拓扑结构产生了复杂的电流诱导动力学，例如Skyrmion-antiskyrmion对的发射。边缘态拓扑可以通过磁性纳米结构的边缘之间的skyrmions和antiskyrmions的交换用电流控制。这些结果可以导致概念上新的电子设备。
2016-05-27 cond-mat.mes-hall
Asymmetric isolated skyrmions in polar magnets with easy-plane anisotropy
我们介绍了一类新的孤立的磁skyrmions出现在倾斜的铁磁相的极性磁铁与易平面各向异性。这些skyrmions的非对称磁结构与复杂的模式的能量密度，表现出积极和消极的渐近相对于周围的状态与铁磁矩倾斜远离极轴。相应地，Skyrmion-Skyrmion相互作用具有各向异性特征，并且可以是吸引的或排斥的，这取决于Skyrmion对的相对取向。我们调查这些新的非对称skyrmions对椭圆锥状态的稳定性，并按照他们的转变成轴对称skyrmions，当主相的倾斜铁磁矩减少。我们的理论为孤立的非对称Skyrmions及其嵌入倾斜铁磁相的团簇的实验研究提供了明确的方向。
2017-04-01 cond-mat.mes-hall
Current-driven skyrmionium in a frustrated magnetic system
磁性Skyrmionium可以作为纳米级非挥发性信息载体，由于其特殊的零拓扑电荷结构，不存在Skyrmion霍尔效应。在这里，我们报告的静态和动态特性的孤立纳米skyrmionium在一个挫折的磁性单层，其中skyrmionium是稳定的竞争相互作用。受抑Skyrmionium具有约$10$ nm的尺寸，其可以通过调谐垂直磁各向异性或磁场来进一步减小。研究发现，在类阻尼自旋轨道力矩的驱动下，纳米尺度的Skyrmionium呈现出良好的布洛赫型螺旋度的定向运动。一个小的驱动电流或磁场可以导致不稳定的Néel型skyrmionium转变为亚稳定的布洛赫型skyrmionium。大的驱动电流会导致布洛赫型Skyrmionium的畸变和坍缩。我们的研究结果是有用的挫折skyrmionium物理的理解，这也提供了指导方针的自旋电子器件的设计基础上的拓扑自旋纹理。
2020-06-26 cond-mat.mes-hall
All-magnetic control of skyrmions in nanowires by a spin wave
磁性skyrmions是拓扑保护的纳米尺度物体，是新型磁性和自旋电子器件的重要组成部分。在这里，我们研究了磁纳米线中自旋波驱动的skyrmion的动力学。结果表明：（i）skyrmion先加速，然后指数减速;（ii）它可以左右转弯;（iii）当skyrmion数为正（负）时，它总是向左（右）转弯.我们的结果将是自旋波驱动的Skyrmionic器件的基础。
2015-08-27 cond-mat.mes-hall
Continuous Nucleation Dynamics of Magnetic Skyrmions in T-shaped Helimagnetic Nanojunction
磁skyrmions是存在于螺旋材料中的具有拓扑结构保护的自旋织构，它可以作为自旋电子学中非易失性存储器和逻辑电路的信息载体。寻找简单、可控的方法制备孤立的磁性Skyrmions是进一步技术发展和工业设计的需要。基于微磁学模拟，我们表明，时间耗散结构可以在T形helmagnetic纳米结时，它是由一个恒定的自旋极化电流驱动到远离平衡制度。然后，在纳米结的周期性磁化动力学过程中，磁性skyrmions可以连续成核。我们系统地研究了电流密度、Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用、外加磁场和热涨落对磁skyrmion成核动力学的影响。我们的研究结果表明，一种新颖的和有前途的机制，不断创造磁skyrmion的skyrmion为基础的自旋电子器件的发展。
2018-04-11 cond-mat.mes-hall
Phenomenology of current-skyrmion interactions in thin films with perpendicular magnetic anisotropy
研究了结构反转不对称性与膜面垂直的磁性薄膜中的Skyrmion。我们确定了一个单一的skyrmion的磁化织构和它的依赖Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用相对于静磁能的强度。在此基础上，我们建立了一个唯象模型，描述了自旋轨道耦合中最低阶的电流与skyrmions运动之间的相互作用。我们估计实验验证的速度为电流驱动的运动的skyrmion纹理的基础上获得的结果从畴壁动力学。
2013-10-29 cond-mat.mes-hall
Intrinsic skyrmions in monolayer Janus magnets
Skyrmion是一种具有保护拓扑结构的局域孤子自旋织构，在高密度、高能效的逻辑和存储器件中具有重要的应用前景。近年来，人们在磁性薄膜中发现了磁性skyrmions，并发现它们可以通过界面间的Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinski-Moriya interaction）和外部磁场来稳定。磁性单层材料中的特殊效应尚未得到深入研究。在这里，我们研究了一个家庭的单层Janus范德华磁体，MnSTe，MnSeTe，VSeTe，和MnSSe的内禀磁skyrmions，通过第一性原理计算结合微磁学模拟。具有面外几何非对称性和强自旋轨道耦合（SOC）的单层Janus MnSTe、MnSeTe和VSeTe具有大的内禀自旋角动量，这可以在零磁场下稳定单层MnSTe和MnSeTe中的亚50 nm内禀skyrmions。而易磁化轴在面内的单层VSeTe形成磁畴而不是skyrmions。此外，skyrmions的大小和形状可以通过外部磁场来调节。因此，我们的工作激发了一个新的远景，寻找内在的skyrmions在原子尺度的磁铁。
2019-10-30 cond-mat.mes-hall
3D Analytical Model of Skyrmions and Skyrmion-like Structures in a Two-sublattice Antiferromagnet with Dzyaloshinskii-Moriya Interaction
建立了描述具有单轴磁各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的双子格反铁磁体中Skyrmion和类Skyrmion磁结构的解析模型.在反铁磁体中，当Skyrmion速度小于自旋波速度时，证明了亚临界情形下Skyrmion尺寸沿运动方向的相对论收缩。在反铁磁体中，类Skyrmion磁结构以大于自旋波速度运动时，发现了类洛伦兹超临界转变。
2019-12-06 cond-mat.mes-hall
Memory functions of magnetic skyrmions
手性磁体中的磁skyrmion是一种涡旋自旋织构，其特征在于：（i）纳米尺度（$\sim$ 1 nm-100 nm），（ii）拓扑稳定性，和（iii）陀螺动力学。这些特征被证明是有利的（a）高密度数据存储，（b）非易失性存储器，和（c）超低电流和能源成本操纵，分别。通过对Landau-Lifshitz-Gilbert方程的数值模拟，针对Skyrmion存储器件的设计原则，论证了Skyrmion的基本功能。
2015-01-30 cond-mat.mes-hall
Chiral spin structure of electron gas in systems with magnetic skyrmions
理论研究考虑了磁skyrmions在二维电子气（2DEG）中诱导的手征自旋织构。我们计算的电子气自旋密度作为一个线性响应之间的交换相互作用的2DEG和磁化场的磁性skyrmion。出现两种物理上不同的制度。当skyrmion的尺寸大于反费米波矢$k_F^{-1}$时，自旋密度响应遵循skyrmion的磁化曲线。在相反的情况下，一个小的skyrmion的新兴自旋结构的2DEG具有$k_F^{-1}$的特征尺寸和响应变得非本地，它可以被视为手征弗里德尔振荡。在那时候，振荡的新兴自旋结构似乎比skyrmion本身更复杂。
2019-11-15 cond-mat.mes-hall
Magnetic Skyrmion Transport in a Nanotrack With Spatially Varying Damping and Non-adiabatic Torque
未来任何基于Skyrmion的信息处理设备都需要磁性Skyrmion的可靠传输。在这里，我们提出了一个微磁学研究的平面内电流驱动运动的skyrmion在铁磁纳米轨道空间正弦变化的吉尔伯特阻尼和/或非绝热自旋转移力矩系数。研究发现，由于纳米轨道中的吉尔伯特阻尼和非绝热自旋转移力矩的空间变化，skyrmion以正弦模式运动，这可以防止skyrmion霍尔效应对skyrmion的破坏.研究结果为Skyrmion自旋电子学应用中Skyrmion输运通道的设计和开发提供了指导。
2016-12-15 cond-mat.mes-hall
Current-induced skyrmion motion on magnetic nanotubes
磁性Skyrmions被认为是自旋电子学中最有希望的信息载体。然而，由于Skyrmion的非平凡拓扑结构所引起的Skyrmion霍尔效应会导致Skyrmion在器件边缘的积累甚至湮灭，这阻碍了Skyrmion的实际应用。在这项工作中，我们从理论上研究了电流驱动的磁纳米管，可以被视为“无边”的切向运动的skyrmion。通过微磁学模拟，我们发现skyrmion运动在纳米管上呈现螺旋轨迹，其轴向传播速度与电流密度成正比。有趣的是，skyrmion的环速度随着纳米管厚度的增加而增加。一个简单的解释。由于管是切向Skyrmion运动的无棱边，稳定的Skyrmion传播可以在非常大的电流密度存在下生存，而不会有任何湮灭或积累。我们的结果为克服平面几何中的边缘效应提供了一条新的途径。
2018-12-31 cond-mat.mes-hall
Tailoring the topological details of the magnetic skyrmion by the spin configuration at the edges
在具有强Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的手性磁体中可以形成磁skyrmion结构。在这项工作中，我们提出了一种方法，人工剪裁的skyrmion的拓扑细节，如其径向和旋转对称图案的外部磁场的CM板。只要边界磁场足够强以固定边界铁磁性，所获得的skyrmion轮廓随时间是稳定的。自旋的动力学被认为是通过数值求解非平衡Landau-Lifshitz-Gilbert方程。
2016-10-05 cond-mat.mes-hall
Dynamical magnetic skyrmions
自旋转移矩（STT）为磁性纳米器件提供了在超低电流和低能量成本下操作的存储器、计算和微波元件的潜力。自旋转移力矩不仅在操纵众所周知的磁性结构（例如畴壁和涡旋）方面有效，而且还可以使以前无法获得的纳米磁性物体（例如磁性液滴和skyrmions）成核。虽然液滴和skyrmion都是孤子，前者是固有的动态和非拓扑，而后者是静态的，但拓扑保护。在这里，我们表明，它是可以将这些属性结合到一个新的拓扑保护的动态skyrmion，它增加了额外的自由度，和功能，液滴和skyrmion为基础的应用程序。与静态Skyrmion不同，动态Skyrmion可以在没有Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinskiii-Moriya interaction）或偶极-偶极相互作用（dipole-dipole interaction，DDI）的情况下成核和维持，并且一旦成核，是与STT和阻尼无关的一般孤子解。在存在大的电子束的情况下，动态skyrmion经历强烈的呼吸，特别是基于skyrmion的存储器和微波应用的前景。
2014-09-18 cond-mat.mes-hall
Skyrmion Glass in a Disordered Magnetic Film
我们发现，在具有淬火无序的磁性薄膜中可以获得高浓度的斯基尔米恩。研究了具有铁磁交换、$J$和强度为$D_R \ll J$的随机磁各向异性的二维海森堡自旋系统。分析理论的平均skyrmion的大小对磁场$H$的依赖性，并为钉扎skyrmion的稳定性，是补充的数值研究的二维晶格包含高达40万自旋。在低场时，Skyrmion的平均尺寸$λ$由Imry-Ma畴的平均尺寸决定。随着磁场的增加，skyrmions首先收缩，伴随着$λ\propto D_R/H$，然后在分布在$H_c \propto D_R^{4/3}$周围的磁场处坍缩。斯凯尔米恩的浓度随着能量场的下降而下降，如$\exp[-(H/H_c)^{3/2}]$。
2017-10-29 cond-mat.mes-hall
Stabilization of Magnetic Skyrmions on Arrays of Self-Assembled Hexagonal Nanodomes for Magnetic Recording Applications
磁skyrmions是一种非平凡的自旋纹理，它可以抵抗外部扰动，是下一代记录设备的有希望的候选者。然而，实现基于skyrmion的设备的一个主要挑战是在环境条件下和零施加场下这些自旋纹理的有序阵列的稳定性。在这里，我们证明了第一次的形成和稳定的自组装六边形纳米圆顶阵列上的磁性skyrmions利用其弯曲的几何形状的固有特性。来自100 nm纳米圆顶阵列的磁力显微镜图像显示出在零场下稳定的skyrmions，其按照纳米结构的形貌排列。微磁学模拟进行比较的实验，以确定与地形的样品的域纹理的相关性。我们提出了一种简单的方法来核化和湮灭skyrmions，开放的可能性，超密集的数据存储的基础上的skyrmionic纹理的高稳定性和低能耗。
2020-10-07 cond-mat.mes-hall
Magnetic bimerons as skyrmion analogues in in-plane magnets
磁性双重子是一对两个重子，可以理解为平面内磁化的skyrmion。在这里，我们从理论上预测存在的单一磁性双分子以及双分子晶体，并比较涌现电动力学的双分子与他们的skyrmion类似物。我们表明，双重子晶体可以稳定在阻挫磁铁和分析什么晶体结构可以稳定双重子或双重子晶体通过Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用。我们指出，bimeron晶体，在对比skyrmion晶体，允许检测一个纯粹的拓扑霍尔效应。通过微磁模拟，我们表明，双分子可以被用作位的信息在平面内磁化赛道设备，在那里他们允许电流驱动的运动的扭矩方向，离开skyrmions在平面外的磁铁静止。
2019-03-03 cond-mat.mes-hall
Current-driven skyrmion Depinning in Magnetic Granular Films
我们考虑了颗粒磁性薄膜中磁skyrmions的电流驱动运动。该研究采用微磁学建模和基于Thiele形式主义的唯象分析。值得注意的是，无序增强了有效的skyrmion霍尔效应，这取决于驱动力的大小（电流密度和非绝热性参数）。起源是沿晶界的skyrmion的滑动运动，其次是钉扎和脱钉在晶粒交界处。在这个去钉扎过程中可能会发生侧跳。此外，触发Skyrmion运动的临界电流取决于微晶相对于Skyrmion尺寸的相对尺寸。最后，当skyrmion轨迹被非绝热马格努斯力限制在边缘时，临界电流密度可以显著降低。我们的结果意味着窄的纳米线具有较高的skyrmion迁移率。
2019-02-14 cond-mat.mes-hall
Origin of robust interaction of spin waves with a single skyrmion in perpendicularly magnetized nanostripes
我们研究了在垂直磁化的CoFeB纳米带中传播的自旋波（SW）和单个Skyrmion之间的相互作用，其中磁性层与W和MgO交界。微磁数值计算显示，入射SW和skyrmion之间的强大相互作用引起了特定SW频率的相当大的向前skyrmion运动（例如，这里：fsw = 12 - 19 GHz）。另外，发现存在足够低的阈值场幅度，例如，0.1 fsw = 15 GHz SW时的kOe。这种依赖于频率的相互作用起源于SW与Skyrmion的内部模式的鲁棒耦合，通过SW的线性动量传递扭矩作用于Skyrmion。这项工作提供了没有电子流的Skyrmion运动的全磁控制，并有助于进一步理解在狭窄的几何形状的磁振子和拓扑孤子之间的相互作用。
2015-08-24 cond-mat.mes-hall
Ultrafast ratchet dynamics of skyrmion by defect engineering under gigahertz magnetic fields
微波磁场驱动磁skyrmion的棘轮运动，其运动方向和速度可由场参数调节，为在低导电性材料中驱动磁skyrmion提供了一种新的途径.然而，作为一种间接运动，与电流驱动的直接运动相比，Skyrmion棘轮运动速度通常较低。对于实际应用，重要的是要问是否有机制来实现磁skyrmion的超快棘轮运动，以及如何将这种新颖的运动集成到跑道型skyrmion设备。在这项工作中，我们探讨了缺陷和边缘的磁skyrmion棘轮运动下的时变磁场GHz的影响。我们证明，棘轮运动的skyrmion不仅被引导沿缺陷的轨道或边缘，但也有显着的速度增加（与一个因素超过10）相比，在体区域。在~50 mT的磁场下，Skyrmion棘轮运动速度沿直线缺陷轨道/边缘达到100 m/s，沿圆形边缘达到10^9 rad/s，与电流驱动的直接运动相当。此外，沿缺陷轨道/边缘的skyrmion棘轮运动可以通过场和缺陷参数容易地控制。基于Skyrmion的时均Thiele方程的分析验证了这种加速效应是由于当Skyrmion接近缺陷轨道或边缘时，垂直于Skyrmion运动的时均驱动力增加，类似于电流驱动的直接运动。
2020-02-26 cond-mat.mes-hall
Writing Skyrmions with a Magnetic Dipole
我们证明了数值上的大自旋晶格，一个可以写skyrmions在一个薄的磁性薄膜的磁偶极子的大小为几十纳米。本文研究了非手性Skyrmions以及由Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用形成的手性Skyrmions的成核。建立了与数值计算结果一致的分析模型。它表明，skyrmions可以写虽然一些方案，取决于实验技术和系统的参数。在一种情况下，分支成不同拓扑结构的子场景，磁偶极子接近薄膜时产生了一个skyrmion-antiskyrmion对。当偶极移近薄膜时，它会引起反斯基尔米恩的坍缩，并由于剩余的斯基尔米恩而产生非零拓扑电荷。在另一种情况下，平行于薄膜运动的偶极子在边界处成核一个skyrmion，然后将它拖进薄膜内部。这些方法的可能的实施方式进行了讨论，用于在磁膜中写入拓扑保护的信息。
2018-06-17 cond-mat.mes-hall
Physical foundations and basic properties of magnetic skyrmions
磁skyrmions（或涡旋）是空间不均匀的自旋纹理定位在纳米尺度的圆柱形区域。拓扑保护和小尺寸使得Skyrmions对于自旋拓扑和技术的研究特别有吸引力，其中信息由电子自旋进一步携带到电子电荷或代替电子电荷。尽管在合成轴对称磁skyrmion的材料中取得了成就，可以稳定和表征，但在阐明基本性质方面却有不成比例的进展。《透视》旨在弥合这一差距，并就控制这些磁旋的物理原理提供一个易懂的指南。
2020-08-03 cond-mat.mes-hall
Skyrmion-number dependence of spin-transfer torque on magnetic bubbles
从理论上研究了作用在磁泡上的自旋转移矩的Skyrmion数依赖性。磁泡的skymrion数可以取任何整数值，这取决于其圆周上的磁性轮廓和磁泡的大小。我们发现，当Skyrmion数的绝对值偏离1时，气泡相对于电荷流的横向运动被大大抑制，而纵向运动则不太敏感。
2016-09-13 cond-mat.mes-hall
Skyrmion confinement and dynamics in tracks patterned with magnetic anisotropy: theory and simulations
Skyrmion是在磁性薄膜中激发的一种受拓扑保护的自旋织构。Skyrmions的半径通常为10-100 nm。由于其尺寸，skyrmion有望成为内存和新型设备的候选者。为了实现将使用skyrmion电路的未来设备，需要引导skyrmion运动的轨道。在磁各向异性能量的差异图案化的轨道是良好的铺设没有潜在的口袋，而磁膜雕刻出的轨道有潜在的口袋在角落处由于退磁场。因此，具有磁各向异性图案化的轨道在制作Skyrmion电路中起着关键作用。按照这一思路，对轮毂和弯曲轨道进行了试验。然而，我们对这些轨道中的skyrmions运动知之甚少。这项工作的目的是确定skyrmions和墙壁的轨道之间的作用力。作用在Skyrmion上的静力可以表示为负的由磁各向异性起伏引起的势能梯度。势可以通过数值计算来估计，用它们的半径和畴壁宽度来模拟skyrmions的形状。我们发现，力不仅取决于到墙壁的距离，但也对形状的skyrmions。我们还进行了微磁模拟的马格努斯力和加速度的磁各向异性梯度被考虑到，以及由墙壁的力量。模拟结果表明，与从模型skyrmions计算的结果吻合良好。
2020-05-11 cond-mat.mes-hall
Role of impurity clusters for the current-driven motion of magnetic Skyrmions
我们研究了杂质如何影响磁Skyrmions在赛道几何运动的电流诱导动力学。为此，我们数值求解了由电流诱导自旋转移矩扩展的广义Landau-Lifshitz-Gilbert方程。特别是，我们调查两类杂质，非导电和磁性杂质。前者是磁刚性物体，并产生一个不均匀的电流密度超过赛道，我们分别通过求解基本的静电方程。相比之下，磁性杂质使施加的电流密度在整个条带中均匀。根据不同的参数，我们观察到四种不同的情况下的Skyrmion运动中存在的障碍，Skyrmion衰变，钉扎，创建额外的Skyrmion，和普通Skyrmion通道。计算并讨论了杂质浓度和杂质半径对相图的影响。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall
Optical creation and annihilation of skyrmion patches in a bulk chiral magnet
本文提出基于热淬火的全光学方法，在立方手性磁体Fe₀.₂₅Co₀.₇₅Si中利用飞秒激光实现斯格明子斑块的局域产生、湮灭与读取，并确定了磁场区域和激光能量密度阈值，为未来磁存储器件提供节能方案。
2023-05-31 cond-mat.mes-hall
Skyrmions in the moiré of van der Waals 2D magnets
我们探索skyrmion的形成和控制的可能性，在二维磁体从无处不在的云纹图案VDW异质结构。以反铁磁衬底上的铁磁单层为例，我们证明了二维磁体中skyrmions的新起源，来自于莫尔条纹中局部不同原子登记处对层间磁耦合的横向调制。莫尔skyrmions是双退化与相反的拓扑电荷，并被困在一个有序的阵列的网站与莫尔周期，可以显着调整的应变和层间平移。在较强的层间耦合下，基态为Skyrmion晶格，磁场可以改变Skyrmion的涡度和在云纹中的位置。在弱层间耦合极限下，我们发现铁磁基态上的亚稳态skyrmion激发可以通过电流脉冲在有序的莫尔陷阱位置之间确定性地移动。我们的研究结果指出，潜在的使用云纹skyrmions作为信息载体和急剧可调的拓扑背景的电子输运。
2018-10-07 cond-mat.mes-hall
Mass and generalized Thiele equation of the magnetic skyrmion
本文给出了孤立磁Skyrmion质量的解析表达式及其线性化的运动方程。在界面-Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用稳定的磁性薄膜中，磁性Skyrmion被看作是一个拓扑保护的自旋波孤子。从Landau-Lifshitz-Gilbert方程推导出Skyrmion电荷和磁化中心的运动方程。它们是广义Thiele方程，包括陀螺项、耗散项、外力、加速度项和张量质量，以及外力的时间导数。Skyrmion电荷中心的运动方程本质上表明了Skyrmion的无质量性质。相反，磁化中心的运动方程导致有限质量，其与线性畴壁的Doring质量密度处于相同的量级。此外，外力的时间导数主要有助于skyrmion运动的即时响应，即，即使在Skyrmion获得其动力学质量之后，质量为零的性质仍然存在。基于LLG方程的微磁学模拟进行了各种磁性参数。在0 K得到的轨迹进行比较与理论预测。
2022-12-02 cond-mat.mes-hall
Dynamics of distorted skyrmions in strained chiral magnets
本文研究了形变手征磁体中畸变skyrmions的微观动力学[K。Shibata等人，国家纳米技术10，589（2015）]在梯度磁场或电流下通过各向异性自旋模型的Landau-Lifshitz-Gilbert模拟。观察到动力学响应也是各向异性的，并且扭曲skyrmions的速度周期性地依赖于外部刺激的方向。此外，除了匀速运动外，我们的工作还证明了两个skyrmion在纳米条中的反相谐振，并且频率主要由交换各向异性决定。模拟结果用Thiele理论进行了很好的解释，为理解手征磁体中畸变skyrmions的动力学行为提供了有用的信息.
2018-03-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Non-circular skyrmion and its anisotropic response in thin films of chiral magnets under tilted magnetic field
本文研究了倾斜磁场作用下手征磁体薄膜中Skyrmion的平衡和动力学性质。单个Skyrmion的形状是非圆形的，并且Skyrmion密度随着与膜法线的倾斜角而减小。因此，两个skyrmions之间的相互作用除了取决于它们之间的距离外，还取决于它们之间的相对角度。在垂直磁场下的三角形晶格的skyrmions扭曲成一个中心的矩形晶格的倾斜磁场。对于低skyrmion密度，skyrmion形成链状结构。非圆Skyrmions的动力学响应依赖于外部电流的方向。
2015-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Skyrmions in twisted van der Waals magnets
二维手征磁体中的磁skyrmions通常通过Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和外部磁场的组合来稳定。在这里，我们表明，skyrmion也可以稳定在扭曲的莫尔超晶格中的外部磁场的情况下。我们的设置包括一个2D铁磁层扭曲的反铁磁衬底的顶部。铁磁层和衬底之间的耦合产生有效的交变交换场。我们发现一个大区域的Skyrmion晶体相时的莫尔周期和Skyrmion的长度尺度是兼容的。与磁场下的手征磁体不同，莫尔超晶格中的skyrmions显示出易轴（Ising）各向异性的增强的稳定性，这对于实现skyrmions是必不可少的，因为大多数范德华磁体具有易轴各向异性。
2021-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Skyrmion meets magnetic tunnel junction: an efficient way for electrical skyrmion detection investigated by ab initio theory
在我们的原理证明研究中，我们研究了Skyrmions对磁阻输运的影响。特别是，我们表明，磁性隧道结是一个技术上有吸引力的和有前途的方式，非共线磁结构的电检测。所计算的效果是源于不同的k-状态之间的散射，不能单独通过状态密度来识别。我们的研究结果表明，检测效率强烈依赖于所使用的材料。
2019-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-driven skyrmion motion through velocity equipartition between skyrmions and a domain wall
磁skyrmions，作为一个旋转的自旋结构与轴对称，不能被推动一个均匀的磁场。因此，已经报道的skyrmion运动是使用其他种类的刺激诱导的;通常，磁性金属中的电流以及自旋波、热梯度和场梯度都表现出它们驱动skyrmion运动的能力。在这里，我们证明，通过微磁模拟和分析，磁skyrmions可以通过一个均匀的垂直磁场通过畴壁（DW）调解人。对于固定的场强，skyrmion训练的速度以1 /（1 + Ns）的形式演化，其中Ns表示skyrmion的数量。基于Thiele的模型，我们再现了速度-Ns关系首次确定从数值结果，并揭示了skyrmion DW和skyrmion间的排斥提供了直接的驱动力skyrmion运动。这项研究强调了自旋织构的相互作用在skyrmion动力学中的作用，并为skyrmion操纵开辟了一条新的途径，特别是与绝缘磁体相关的。考虑到磁和电之间的对应关系，我们预计该方案也适用于铁电体中的极性skyrmion。
2022-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Creation of domain-wall Skyrmions in chiral magnets
研究了手性磁体中磁性斯格明子被畴壁捕获的过程，发现通过旋转畴壁相位可克服排斥力形成稳定的DW-斯格明子，并揭示了畴壁摧毁斯格明子的机制及多体产生的可能性。
2025-09-16 cond-mat.mes-hall hep-th
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
Chiral magnetic skyrmions across length scales
在具有Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用的磁性材料中发现的手征skyrmion的轮廓和能量可以通过在小和大skyrmion半径的极限下通过渐近分析获得的公式来近似。使用拟合技术，我们修改这些公式，使其有效性延伸到几乎整个范围的skyrmion半径。这样的公式获得的skyrmions是稳定的存在下的外部场或易轴各向异性或这些的组合。我们进一步研究了静磁场对Skyrmion轮廓的影响。我们比较的配置文件的磁泡，稳定没有手性Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的手性skyrmion。
2022-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Dynamics of a magnetic skyrmionium driven by spin waves
磁性Skyrmionium是一种类似Skyrmion的结构，但净Skyrmion数为零，可以用作非易失性信息处理设备的构建块。在这里，我们研究了由传播自旋波驱动的磁性Skyrmionium的动力学。研究发现，自旋波可以有效地驱动Skyrmion运动，表现出微小的Skyrmion霍尔效应，其迁移率比相同条件下的Skyrmion要好得多。我们还表明，skyrmionium迁移率依赖于纳米轨道的宽度和阻尼系数，并可以通过外部的面外磁场控制。此外，我们还证明了自旋波驱动的Skyrmionium运动是惯性的。我们的研究结果表明，skyrmionium是一个很有前途的积木构建自旋波自旋电子器件。
2018-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Skyrmionic textures in chiral magnets
在非中心对称的磁铁手性Dzyaloshinskiii-Moriya交换稳定Skyrmion字符串作为激发，可以凝聚成多调制相位。这种扩展的Skyrmion纹理是由本地化的“孤子”Skyrmion核心的稳定性和它们的几何不相容性，挫败定期的空间填充。我们提出了数值精确的解决方案Skyrmion晶格和制定的Skyrmion状态的基本性质。
2009-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Dynamics of magnetic skyrmion clusters driven by spin-polarized current with a spatially varied polarization
磁性Skyrmions是未来信息技术的有希望的候选者。在这里，我们提出了一个孤立的skyrmion和skyrmion集群在铁磁纳米盘驱动的自旋极化电流与空间变化的极化微磁学研究。电流驱动的Skyrmion团簇可以是动态稳定的，也可以是静态的，这取决于空间变化的极化轮廓。对于动态稳态，skyrmion团簇在纳米盘中作圆周运动，而对于静态，skyrmion团簇是静态的。研究了Skyrmion作圆周运动的频率。此外，Skyrmion集团动力学的磁各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的依赖关系进行了研究。我们的研究结果可能为实现基于磁Skyrmion簇的器件提供一条途径。
2018-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Skyrmionic magnetization configurations at chiral magnet/ferromagnet heterostructures
我们考虑在手征磁体（CM）/铁磁体（FM）异质结构的磁化配置。在CM中，由于Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，磁skyrmions和自旋螺旋出现，然后渗透到相邻的FM中。然而，由于非均匀磁化结构在FM中在能量上是不利的，因此穿透的磁化结构被变形，从而导致奇异的三维配置，诸如skyrmion锥、侧向skyrmion以及扭曲的螺旋和skyrmion。我们在变分法的框架内讨论了CM/FM和CM/FM/CM混合结构中可能的磁化组态的稳定性，发现基态中出现了各种不同的磁化组态，其中一些引起了非平凡的突现磁场.
2015-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain Wall Skyrmions in Chiral Magnets
域壁Skyrmions是被困在域壁内的Skyrmions。我们研究畴壁skyrmions手征磁体使用一个完全解析的方法。通过微扰处理Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）相互作用，在引入DM相互作用和易轴势项的$O(3)$西格玛模型中建立了磁畴壁的低能有效理论，得到了sine-Gordon模型.然后，我们构造域壁skyrmions作为sine-Gordon孤子沿域壁。我们还在一对畴壁和反畴壁的顶部构造了畴壁skyrmions。畴壁Skyrmions的一个特征是，在畴壁内Skyrmions和反Skyrmions都是同样稳定的，而不像在块体中只有一个是稳定的。
2022-05-23 cond-mat.mes-hall hep-th
Multiply periodic states and isolated skyrmions in an anisotropic frustrated magnet
多重周期态出现在各种各样的物理环境中，如瑞利-贝纳德对流，法拉第波，液晶，铁磁薄膜中的畴图案和最近在手性磁体中观察到的skyrmion晶体。在这里，我们研究了一个简单的各向异性阻挫磁体模型，并表明其零温相图包含许多多q状态，包括skyrmion晶体。我们澄清这些国家的稳定机制，讨论其多铁性和制定规则，寻找新的skyrmion材料。除了skyrmion晶体，我们发现稳定的孤立的skyrmion拓扑电荷1和2。受抑磁体中孤立skyrmions的物理性质是非常丰富的。它们的静动力学性质受到新的零模-- Skyrmion螺旋度的强烈影响。
2015-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of skyrmion, meron, anti-skyrmion and anti-meron in chiral magnets
我们发现封闭形式的解决方案的手征磁铁的欧拉方程的Skyrmion或meron依赖于磁各向异性和磁场的相对强度。我们表明，这些解决方案的相关长度尺度主要取决于Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的强度，通过其比率，分别与磁场和磁各向异性。因此，我们明确地确定的参数依赖于半径的拓扑结构，特别是skyrmions，表现出良好的协议与实验和第一原理研究。一个各向异性Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用适合于薄膜制成的$C_{nv}$对称材料被发现稳定反skyrmion和反meron，这是典型的$D_{2d}$对称系统，取决于各向异性的程度。在此基础上，通过比较共线和非共线竞争相的能量，得到了相图。
2019-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin structure relation to phase contrast imaging of isolated magnetic Bloch and Neel skyrmions
磁Skyrmions是未来的存储设备与大的数据密度有前途的候选人。已经发现了各种各样的材料，其宿主skyrmions高达室温范围。洛仑兹显微镜通常在透射电子显微镜（TEM）中进行，是表征真实空间中Skyrmion样品的最重要工具之一。使用数值计算，这项工作涉及的TEM中的相位衬度的实际磁化曲线的一个孤立的尼尔或布洛赫skyrmion，两个最常见的skyrmion类型。在所使用的skyrmion模型的框架内，结果是独立的skyrmion的大小和壁的宽度和规模与样品的厚度为纯磁性标本。简单的规则，提供了提取的实际Skyrmion配置纯布洛赫或尼尔skyrmion，而不需要模拟。此外，第一微分相衬（DPC）的测量尼尔skyrmions，满足实验预期，并展示所描述的原则。这项工作是相关的材料科学，它使工程的skyrmion配置文件通过方便的表征。
2020-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Control and manipulation of a magnetic skyrmionium in nanostructures
磁skyrmionium是一种非拓扑孤子，在薄膜中具有甜甜圈状的离面自旋织构，可以唯象地看作是两个拓扑数相反的拓扑磁skyrmionium的联合.由于其零拓扑数（$Q=0$）和甜甜圈状结构，Skyrmionium与具有$Q=\pm 1$的Skyrmion相比具有独特的特征。本文系统地研究了在磁场和自旋极化电流作用下，Skyrmionium在双磁性纳米结构中的产生、操纵和运动。研究发现，在面外电流的驱动下，Skyrmionium的运动速度比Skyrmion快，且二者的速度差与驱动力成正比。然而，skyrmion和skyrmion表现出相同的电流速度关系时，它们被驱动的面内电流。它也被发现，一个移动的skyrmionum是较少的变形在电流平面几何形状相比，skyrmionum在电流垂直于平面的几何形状。此外，我们证明了在自旋极化电流驱动下，一个带有$Q=0$的Skyrmionium在纳米轨道中转化为两个带有$Q=+1$的Skyrmion，这可以看作是Skyrmionium的解压缩过程。我们描述了Skyrmionium在解压缩过程中的能量和自旋结构的变化，发现自旋结构和能量之间存在线性关系，这些结果可能在Skyrmionics的新兴领域中具有技术意义。
2016-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral skyrmions in thin magnetic films: new objects for magnetic storage technologies?
二十多年前，人们就预测了纳米尺度的轴对称磁力线（手征涡旋或skyrmions）存在于大量的非中心对称晶体中。最近，这些磁性织构已被直接观察到在立方helimagnets和磁性金属的单层纳米层。针对具有内禀和诱导手征的磁性材料，发展了薄磁层中手征Skyrmions的微磁理论。这种颗粒状且稳定的微磁性物体可以存在于包括零场在内的宽范围的外加磁场中。手征Skyrmion可以作为一种新型的高机动性的纳米级数据载体。
2011-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
Skyrmions and antiskyrmions in quasi-two-dimensional magnets
一个稳定的skyrmion，代表最小的可实现的磁性纹理，可能是超密度磁性存储器的理想元素。在这里，我们回顾了skyrmionics领域的最新进展，这是关注的研究微小的旋转磁配置的新的存储器和逻辑应用，特别强调反skyrmion。磁性反斯基尔米恩代表具有相反拓扑电荷的斯基尔米恩的类似物。正如最近的实验所证明的那样，就像skyrmions一样，反skyrmions可以通过Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用来稳定。在这里，我们强调skyrmions和antiskyrmions之间的差异，例如，在拓扑霍尔效应、Skyrmion霍尔效应以及成核和稳定性的背景下。最近的进展表明，anitskyrmions可以潜在地用于许多设备应用。反螺旋粒子提供优于螺旋粒子的优点，因为它们可以在没有霍尔运动的情况下被驱动，由于偶极相互作用而提供增加的稳定性，并且可以在室温以上实现。
2018-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
