Electric field control of moiré skyrmion phases in twisted multiferroic NiI$_2$ bilayers
本文以扭曲多铁性NiI₂双层膜为研究对象，通过建立包含均匀螺旋相、kπ-斯格明子晶格等的相图，揭示其电可调拓扑莫尔磁性，利用磁电耦合实现电场调控斯格明子相，为斯格明子电子学提供可调平台。
2024-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric-field-induced formation and annihilation of skyrmions in two-dimensional magnet
该研究利用第一性原理计算与 Monte Carlo 模拟，证明电场可调控 MnIn2Te4 单层中的磁相互作用并诱导斯格明子形成或湮灭。
2023-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Bloch Skyrmion Transport by Electric Fields in a Composite Bilayer
研究了在手性磁性（CM）/铁电（FE）双层复合膜中施加电场来操纵磁性Bloch Skyrmions的力学方法。界面处的磁电耦合允许电场刺激磁有序。因此，它提供了生成Skyrmions的可能性[Phys. Rev. B 94，014311（2016）]。在这里，我们设计了一个可移动的和本地化的电场源，驱动skyrmion沿双层运输。必须仔细选择电场源的移动速度，以显示该过程的稳定性和效率。将讨论高速操作的影响。
2016-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Deterministic generation of skyrmions and antiskyrmions by electric current
磁skyrmions是纳米级的自旋量子池，有望在未来的自旋电子学应用中取得突破。通过电流来控制磁skyrmions的产生对于这一目的至关重要。虽然先前的研究已经证明了这种操作，但所产生的skyrmions的拓扑电荷由外部磁场的方向决定，因此是固定的。在这里，我们报告的电流诱导Skyrmions创建手性磁铁FeGe纳米结构使用\emph{in-situ}洛伦兹透射电子显微镜。我们证明，只需控制零磁场下电流的方向，磁skyrmion或反磁skyrmion都可以从磁螺旋基态转移。力的分析和对称性的考虑，支持微磁模拟，很好地解释了实验结果，其中磁skyrmions或antiskyrmions创建由于边缘不稳定性的螺旋状态中存在的自旋转移力矩。按需产生skyrmion和控制其拓扑结构的电流，而不需要磁场将使新的纯电控skyrmion设备。
2021-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Writing a skyrmion on multiferroic materials
本文报道了一个理论上的建议，电创建的磁性skyrmions的薄膜样品的多铁性手征磁体的局部应用的电场，而不是一个电流，通过一个电极尖端。这种方法可以追溯到Skyrmion自旋和多铁性中的电极化的强度之间的相互耦合，并且代表了用于潜在的基于Skyrmion的存储器件而没有焦耳热损失的独特技术。
2015-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Skew scattering by magnetic monopoles and anomalous Hall effect in spin-orbit coupled systems
本研究揭示自旋轨道耦合的非中心对称系统中，磁织构通过磁单极子斜散射产生正比于净磁单极子电荷的反常霍尔效应，明确其与晶体对称性的关联，为纳米器件磁织构电探测提供新机制。
2022-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric field-induced creation and directional motion of domain walls and skyrmion bubbles
由电场驱动的磁化动力学可以为信息技术提供长期的好处，因为它的超低功耗。同时，在由铁磁层和重金属层组成的界面非对称多层膜中，Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用可以稳定拓扑自旋织构，如手征畴壁、skyrmion和skyrmion泡。这些拓扑自旋织构可以通过电场控制，并有望用于构建先进的自旋电子器件。在这里，我们提出了一个实验和数值研究的电场诱导的创建和定向运动的拓扑自旋纹理的磁性多层膜和跑道的厚度梯度和界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用在室温下。我们发现，在一定条件下，电场诱导的手征畴壁定向运动伴随着Skyrmion泡的产生。我们还证明了电场的变化可以诱导Skyrmion泡的运动。我们的发现可能为开发具有超低功耗的基于skyrmion的设备提供机会。
2018-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrasonic elastic responses in monopole lattice
最新的实验进展已经将手征磁体（MnSi/MnGe）中的耦合机械自由度的场景扩展到拓扑非平凡的skyrmion晶体，甚至是晶格。本文利用自旋波理论，提出了一个声学声子和磁振子相互作用的模型，用以解释具有拓扑相变的声子晶格中的实验现象，即：电子-反电子对的湮灭我们再现的各向异性磁弹性调制的弹性模量：激烈的超声软化周围的相变和多峰和沟槽的精细结构的声波平行和正交的磁场，分别。与实验结果的比较表明，Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用引起的磁弹性耦合与交换相互作用引起的磁弹性耦合相当。其他的可能性，如弹性硬化也预测。研究表明，MnGe中的非线性缺陷及其运动起着至关重要的作用。
2017-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Weaving Hopfions from Emergent Monopoles in a Chiral Magnet
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所 emergent matter science 中心）；Hiroshima University（广岛大学）
该研究提出从含涌现单极子-反单极子对的磁托隆生成霍普夫子的机制，经模拟表明电流可实现该转化，揭示了霍普夫子创建的实验可行途径及拓扑纹理生成路径。
2026-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Deformation of the Magnetic Skyrmion Lattice in MnSi under Electric Current Flow
利用小角中子散射（SANS）研究了电流作用下块状单晶硅锰中磁skyrmion晶格的形变。当电流密度大于阈值j_t ~ 1 MA/m^2（10^6 A/m^2）时，在SANS图中观察到skyrmion晶格反射峰显著加宽。我们表明，这种峰展宽起源于空间不均匀旋转的skyrmion晶格，与反向旋转的意义上观察到的相对样品边缘对齐的方向的电流。即使在关闭电流之后，峰加宽（以及相应的斯基尔米恩晶格旋转）仍然是有限的。这些结果表明，电流流动下的skyrmion晶格经历显着的摩擦样品边缘附近，和塑性形变由于钉扎效应，这些都是重要的因素，必须考虑的预期skyrmion为基础的应用在纳米级的手性磁体。
2018-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
All-Electrical Skyrmionic Bits in a Chiral Magnetic Tunnel Junction
本研究制备出晶圆级纳米手性磁性隧道结，实现了单个斯格明子的稳定存在、高信噪比电读出及低电流操控，还获得三种非易失电态，为斯格明子比特的器件应用提供了平台。
2023-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergent electric fields driven by phonon-coupled skyrmion resonances
Department of Physics, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Universitas Indonesia（印度尼西亚大学数学与自然科学学院物理系）
研究通过理论模型探讨声子耦合反铁磁晶格共振驱动的宏观新兴电场，揭示对称性和动力学条件对直流和交流电场的产生作用，并在稀疏晶格极限下提供统一框架。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical detection of magnetic skyrmions by non-collinear magnetoresistance
磁skyrmions是本地化的非共线自旋织构与未来的自旋电子应用的高潜力。Skyrmion相已经在许多材料中被发现，并且当前研究的焦点是用于在设备中实现的单个Skyrmion的制备、检测和操纵。Skyrmions的局部实验表征已经由，例如，洛伦兹显微镜或原子尺度的隧道磁阻测量使用自旋极化扫描隧道显微镜。在这里，我们报告的微分隧道电导磁skyrmion所产生的非共线性的急剧变化：自旋通道之间的混合局部改变电子结构，使skyrmion电子不同的铁磁环境。我们提出这种非共线磁阻（NCMR）作为一个可靠的全电检测方案的skyrmions与一个简单的实现到设备架构。
2015-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Skyrmion Phase Control by Magnetic Dipole-Dipole Interaction and Electric Field in Centrosymmetric Materials
University of Wyoming（怀俄明大学）
研究在三角晶格中心对称斯格明子体系中，通过磁偶极 - 偶极相互作用、外部电场和磁场来控制斯格明子的螺旋度和空间构型。发现偶极 - 偶极相互作用倾向布洛赫螺旋度，电场可连续调节螺旋度，为控制斯格明子量子比特二能级系统提供手段。
2026-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.str-el
Electric-field guiding of magnetic skyrmions
我们从理论上研究了反转对称性破缺的磁性薄膜中的纳米磁性skyrmions的平衡和动力学性质，其中电场通过自旋轨道耦合与磁化强度耦合。基于一个基于量子力学的唯象和微磁模拟，我们表明，这种电场耦合，通过重整化的微磁能，修改的skyrmion的平衡性质。这种变化，反过来，在一个显着的电流引起的skyrmion运动的改变的结果。特别是，速度和方向的skyrmion可以通过设计一个所需的能量景观电，我们描述在Thiele的分析模型，并证明在微磁模拟，包括电场控制的磁各向异性。我们还使用这种电场控制构造门用于控制skyrmion运动表现出晶体管和多路复用器一样的功能。因此，所提出的电场效应可以提供一个低能量的电旋钮，以扩展使用skyrmions的信息处理的范围。
2015-05-15 cond-mat.mes-hall
Symmetry Theory of the Flexomagnetoelectric Interaction in the Magnetic Vortices and Skyrmions
提出了磁涡旋和Skyrmions的对称性分类。基于对称性的预测和直接计算之间的关系已经示出。结果表明，涡的电偶极矩位于小涡核内。在六八面体立方晶体中，由于挠曲磁电相互作用而产生的总芯电偶极子不携带在反晶格和反晶格中。体积束缚电荷分布在核的周围。芯电偶极子方向的切换产生芯磁化或涡旋手性的切换，反之亦然。具有时不变对映性的涡旋和Skyrmions有两种退化态：顺时针和逆时针态。
2011-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical manipulation of skyrmions in a chiral magnet
写入、擦除和计算是任何工作电子设备所需的三种基本操作。磁Skyrmions可能是新兴的拓扑自旋电子器件中有前途的基本位。特别是手性磁体中的Skyrmion具有结构致密、尺寸均匀、迁移率高等突出的性质。然而，创建，删除和驱动孤立的skyrmions，作为上述基本操作的原型，自从skyrmions发现以来，一直是手性磁体中的巨大挑战，并且在单个设备中实现所有这三个操作是非常可取的。在这里，通过工程手征磁铁钴$_8$锌$_{10}$锰$_2$到定制的微型器件的原位洛伦兹透射电子显微镜观察，我们实现了这三个操作的skyrmions使用纳秒电流脉冲与低电流密度约$10^{10}$ A/m $^2$在室温下。缺口结构可以根据电流脉冲的方向和幅度来创建或删除磁skyrmions。我们进一步表明，磁skyrmions可以确定性地移动一步一步的电流脉冲，允许建立普遍的电流速度关系。这些实验结果对基于Skyrmion的存储器或逻辑器件具有直接意义。
2021-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Driving Skyrmions in a Composite Bilayer
磁性Skyrmions和多铁性材料是纳米结构科学中最有趣的对象，在未来的自旋电子技术中具有巨大的潜力。多铁性Skyrmions的研究近年来引起了人们的极大兴趣。本文报道了在手性磁性/铁电双层复合晶格中，由驱动电场诱导产生的磁性布洛赫-斯基尔米恩子。利用自旋动力学方法，在动力学模拟中，我们采用了一个经典的磁自旋模型和一个电赝自旋模型，这两个模型通过强磁电耦合耦合。有趣的是，我们观察到一些skyrmion的对象在电子组件无论是在开关过程中，或通过施加一个磁场，这是由于电和磁结构之间的连接。
2016-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The optical tweezer of ferroelectric skyrmions
二维螺旋材料中的强磁电耦合导致了一种特殊类型的拓扑保护解-- skyrmions。净铁电极化和磁化之间的耦合允许用外部电场控制磁性织构。在这项工作中，我们提出了光镊模型-一个特殊的配置的外部电场和高斯激光束，可以捕获或释放skyrmion在一个高度可控的方式。这种镊子的功能是可视化的微磁模拟和模型分析。
2020-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermally assisted Skyrmion drag in a nonuniform electric field
磁Skyrmions是磁化矢量场的拓扑保护激发，特别是由于其高迁移率，在自旋电子学和自旋热电子学中具有很好的应用前景。Skyrmions可以通过自旋极化的电荷流或暴露于磁振子自旋流来操纵。在这里，我们提出了一个进一步的方法，通过施加一个非均匀的电场和均匀的热偏置驱动skyrmions。我们表明，不均匀的电扭矩导致一个有效的skyrmionic阻力，可以热辅助，以提高skyrmion速度。计算和分析仅限于绝缘样品;对于导电材料，还需要考虑不均匀电场对载流子的影响。
2019-02-12 cond-mat.mes-hall
Theory of Polar Skyrmions in Layered Structure of Ferroelectric Perovskites
Indian Institute of Technology, Kharagpur（印度理工学院哈格普尔分校）
本文通过建立电极化与应变耦合的欧拉方程，求解出在(PbTiO3)n/(SrTiO3)n超晶格中每层具有独特拓扑数的斯格明子解，解释了无已知相互作用下极性斯格明子的形成机制，并揭示了斯格明子类型随层位置从Neel型到Bloch型的变化。
2024-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of Polar Skyrmion Bubbles under Electric Fields
最近在氧化物超晶格中发现的室温极性Skyrmion泡，由于其纳米尺寸、涌现的手性和负电容等特性，在纳米电子学中具有潜在的应用价值，引起了人们极大的兴趣。对于实际应用，通过使用外部刺激可控地操纵它们的能力是先决条件。在这里，我们研究了在纳米尺度上使用原位偏置在扫描透射电子显微镜的个别极性skyrmion气泡的动力学。证明了电场驱动的拓扑极态和平凡极态之间的可逆相变.我们创造，删除和监控个别极地skyrmion的收缩和扩张。我们发现它们的相变行为与磁性类似物的相变行为有很大的不同。结合相场模拟结果，讨论了其产生机理。纳米极性skyrmion的可控操纵，使我们能够调整介电常数在原子尺度和详细的知识，他们的相变行为提供了基础，其在纳米电子学的应用。
2021-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Manipulation of magnetic skyrmions by non-uniform electric fields
HSE University（高等经济学院）；L. D. Landau Institute for Theoretical Physics（列夫·朗道理论物理研究所）
本文提出利用局部电场操控Néel型磁单畴的理论方法，通过电场实现单畴的生成、驱动与湮灭，以及更复杂的纹理结构，建立相图并讨论实际应用可行性。
2026-05-09 cond-mat.mes-hall
Wiggling skyrmion propagation under parametric pumping
我们解决的问题，如何磁skyrmions可以沿一个引导方向传播的参数泵浦。正如我们的微磁模拟所证明的那样，skyrmions很难单独由静态电场或静态磁场驱动。虽然磁各向异性可以通过电场来修改，但是具有振荡电场的参数泵浦只能激发呼吸模式。另一方面，静态磁场可以通过塞曼相互作用打破旋转对称性，但它不能作为推动skyrmion的能量来源。在这里，我们发现，一个垂直振荡的电场和一个平面内的静态磁场的组合可以驱动一个skyrmion经历沿着一个明确定义的轨迹摆动运动。当振荡场的频率接近呼吸运动的频率时，发生最有效的驱动。物理揭示在广义Thiele方程的参数泵浦激发的净自旋电流可以驱动的skyrmion传播通过角动量转移。与其他替代方案相比，我们的研究结果为以低功耗操纵金属和绝缘体中的skyrmions提供了新的可能性。振荡skyrmion运动也可以成为未来自旋电子应用的微波发生器，例如金刚石氮空位中心上的纳米工具。
2018-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric field driven switching of individual magnetic skyrmions
利用电场控制磁性是开发未来节能装置的关键挑战，然而，反转对称状态之间的切换（例如，如当前技术中所使用的上下磁化）并不简单，因为电场不破坏时间反转对称性。在这里，我们证明了局部电场可以用来可逆地切换之间的磁性skyrmion和铁磁状态。这两种状态在拓扑上是不等价的，我们发现电场的方向直接决定了最终的状态。这一观察建立了将节能电场写入与最近设想的skyrmion跑道型存储器相结合的可能性。
2016-01-12 cond-mat.mes-hall
Skyrmions in synthetic antiferromagnets and their nucleation via electrical current and ultrafast laser illumination
磁性Skyrmions是一种拓扑自旋纹理，在非易失性存储器和逻辑器件中作为纳米级信息载体具有很大的前景。虽然室温磁skyrmions和它们的电流诱导操纵最近被证明，杂散场产生的有限磁化以及它们的拓扑电荷限制了它们的最小尺寸和可靠的运动轨迹。反铁磁（AF）skyrmions允许这些限制被解除，由于其消失的磁化和净零拓扑电荷，有前途的室温，超小skyrmions，快速的动力学，和对外部磁场不敏感。虽然室温AF自旋织构最近已被证明，AF skyrmions在室温下可操作的工业兼容的合成反铁磁（SAF）材料系统的观察和控制成核仍然缺乏。在这里，我们证明了孤立的skyrmions可以稳定在零场和室温下，在一个完全补偿的SAF。使用X射线显微镜技术，我们能够观察到的skyrmion在不同的SAF层，并证明他们的反平行排列。结果证实了微磁模拟和分析模型，使用实验参数，这证实了手性SAF skyrmion自旋纹理，并允许识别的物理机制，控制SAF skyrmion的大小和稳定性。我们还证明了通过局部电流注入以及超快激光在零场激发的SAF skyrmions的局部成核。这些结果将使SAF skyrmion能够在基于skyrmion的设备中利用。
2021-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Selective Activation of an Isolated Magnetic Skyrmion in a Ferromagnet with Microwave Electric Fields
我们从理论上揭示了一个孤立的磁性skyrmion嵌入在铁磁环境中的纯本征模可以选择性地激活微波电场，而不会激发巨大的铁磁共振，在传统的方法使用微波磁场。我们还表明，这种选择性激活的skyrmion可以有效地驱动其在铁磁纳米轨道的应用程序下的外部磁场从正常方向倾斜的平移运动。我们发现，呼吸和旋转振荡相结合的模式比Wang等人先前研究的呼吸模式引起更快的skyrmion传播[Phys. Rev. B 92，020403（R）（2015）]。
2018-10-03 cond-mat.mes-hall
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
Complex magnetism of B20-MnGe: from spin-spirals, hedgehogs to monopoles
B20化合物是各种非平凡磁性纹理的游乐场，例如skyrmions，它们是拓扑保护状态。最近对B20-MnGe的测量表明对其磁行为没有明确的共识，其特征在于存在自旋螺旋或被解释为刺猬和反刺猬立方晶格的三维物体。利用大规模并行线性标度全电子密度泛函算法，我们发现从包含数千个原子的细胞的第一性原理模拟中，当化合物体积增加时，具有最低能量的状态在不同的磁相之间切换：铁磁，自旋螺旋，刺猬和铁磁。
2019-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-transfer torque-driven motion, deformation, and instabilities of magnetic skyrmions at high currents
在手征磁体中，自旋极化的电流可以使局部拓扑磁旋（即磁skyrmion）运动。随着电流强度的增加，考虑到自旋电子学应用的高速skyrmion运动的前景，孤立的skyrmion变形远离其典型的圆形形状。我们分析了自旋转移力矩对单个Skyrmion形状的影响，包括其稳定性，当外加电流的强度急剧增加时。对于相当紧凑的skyrmion在单轴各向异性远高于临界各向异性畴壁形成，我们发现高电流密度的skyrmion假设一个非圆形的形状与尾巴，让人想起一个流星。对于更大，因此更软的skyrmions接近临界各向异性，反过来，我们观察到一个临界电流密度以上的skyrmions变得不稳定。我们表明，在第二临界电流密度以上，这些skyrmions也可以恢复流星溶液。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic Skyrmionic Polarons
本文研究了二维电子气与经典磁性离子交换耦合系统。对于大的Rashba自旋轨道耦合，单个电子可以在磁性离子系统中自诱导的Skyrmion自旋织构中自陷。这种新的准粒子带有电和拓扑电荷以及大自旋，我们将其命名为磁skyrmionic极化子。我们研究了磁skyrmionic极化子为系统基态时的参数范围：温度、交换耦合、Rashba耦合和磁场。用集体坐标近似研究了这种准粒子的动力学，得到了在电场存在下，由于Skyrmion的手征性，这种新的准粒子表现出霍尔效应.最后，我们认为，磁skyrmionic极化子可以发现在大Rashba自旋轨道耦合半导体GeMnTe。
2017-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct control of the skyrmion phase stability by electric field in a magnetoelectric insulator
磁skyrmions是拓扑保护的自旋涡旋准粒子，目前被认为是有前途的超密度存储器件的组成部分。在大部分情况下，它们形成晶格，在有序温度以下几个开尔文内稳定。这种狭窄的稳定性范围对应用提出了关键挑战，并且找到在更宽的相空间上调整SkL稳定性的方法是一个紧迫的问题。在这里，我们实验表明，在磁电绝缘体${\text{Cu}_2 \text{O} \text{Se} \text{O}_3}$的skyrmion相可以扩大或收缩基本上取决于一个温和的应用电场的极性。的数据是很好地描述了一个扩展的平均场模型的波动，显示如何的电场提供了一个直接控制的skyrmion和周围的锥形相位之间的自由能差。我们发现的直接电场控制的skyrmion相稳定性提供了巨大的潜力skyrmion应用的基础上的磁电耦合。
2017-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Driving Skyrmions on a Composite Multiferroic Lattice
磁性Skyrmions和多铁性是纳米结构科学中最有趣的对象，在未来的自旋电子技术中具有巨大的潜力。近年来，对多铁性Skyrmions的研究引起了人们的极大兴趣。本文报道了电驱动场在复合多铁性晶格上感应出的磁skyrmion。利用自旋动力学方法，在动力学模拟中，我们采用了一个经典的磁自旋模型和一个电赝自旋模型，这两个模型通过强磁电耦合耦合。有趣的是，在开关过程中，我们观察到一些类似Skyrmion的物体在电子元件上，这是由于电和磁结构之间的连接。
2016-01-07 cond-mat.mes-hall
Meron, skyrmion, and vortex crystals in centrosymmetric tetragonal magnets
最近的实验证实了手征磁体Co $_8$ Zn $_9$ Mn $_3$中的介子和skyrmion拓扑自旋织构之间的转换[S.- Z. Lin等人，Phys. Rev. B 91，224407（2015）; X. Z. Yu等人，Nature 564，95（2018）]证实了2009年发现的skyrmion晶体[S. Mühlbauer等人，Science 323，915（2009）]只是冰山一角。拓扑结构的晶体，包括skyrmions，merons，vortices和monopole，可以通过组合简单的物理成分来稳定，如晶格对称性，挫折和自旋各向异性。目前的挑战是找到这些成分的组合，产生特定的拓扑自旋纹理。在这里，我们报告了一个简单的机制，稳定的meron，skyrmion，和涡旋晶体中心对称的tetraquartz磁铁。特别地，即使在没有磁场的情况下也可以形成meron/skyrmion晶体。磁场的应用导致了丰富多样的拓扑自旋织构，这些织构在理论的长波长极限下仍然存在。当传导电子耦合到自旋时，这些拓扑自旋纹理扭曲电子波函数，以诱导陈绝缘体和Weyl半金属特定的带填充分数。
2021-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
All-electric control of skyrmion-bimeron transition in van der Waals heterostructures
本研究利用第一性原理与微磁学计算，证明在MoTeI/In_2Se_3多铁异质结中可通过电控实现磁性斯格明子与双半子的可逆转变，并提出二进制编码方案，为节能自旋电子学应用提供新路径。
2025-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Proximal quantum control of spin and spin ensemble with highly localized control field from skyrmions
针对自旋量子比特选择性控制需高度局域化场的问题，提出结合发散和会聚纳米级磁性斯格明子的技术，产生精确控制场，实现高保真操纵，减少串扰，适用于可扩展量子计算。
2023-12-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generation of magnetic chiral solitons, skyrmions, and hedgehogs with electric fields
本研究通过数值求解有限温度多体自旋系统的 LLG 方程，证明电场诱导 DMI 可产生、湮灭手性孤子、斯格明子及三维刺猬结构。
2025-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Electric-Field Control of Magnetic Skyrmion Chirality in a Centrosymmetric 2D van der Waals Magnet
本文通过电子显微镜结合原位电场和磁场偏置，证明了绝缘体Cr2Ge2Te6中斯格明子手性可由磁场冷却过程中施加的外部电场方向控制，理论揭示其机制为电场诱导的最近邻Dzyaloshinskii-Moriya相互作用符号反转，为拓扑自旋电子学和量子计算器件设计开辟新途径。
2025-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.app-ph
Blowing Polar Skyrmion Bubbles in Oxide Superlattices
类粒子拓扑结构，如skyrmions和涡旋，由于其丰富的物理内涵和潜在的广泛应用，引起了人们越来越多的兴趣。在这里，我们发现极性skyrmion气泡和有序的涡旋阵列在铁电超晶格在电场下的可逆切换，让人想起流体力学中的高原-罗利不稳定性。构造了电场相图，显示了观测到的极skyrmion的宽稳定窗口。本研究为铁电拓扑结构和场致拓扑相变的计算设计提供了一个示范。
2017-11-03 cond-mat.mes-hall
Skyrmion-generated spinmotive forces in inversion broken ferromagnets
RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（RIKEN 新兴物质科学中心）；Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency（日本原子能研究机构先进科学研究中心）
该研究解析分析反演破缺铁磁体中磁性斯格明子平移运动产生的自旋电动势，推导两类自旋轨道耦合对应的自旋相关电场显式公式，明确其对斯格明子结构与自旋轨道耦合的依赖，为相关现象理解与实验电压估算提供支撑。
2019-07-08 cond-mat.mes-hall
Quantized Topological Charges of Ferroelectric Skyrmions in Two-Dimensional Multiferroic Materials
在多铁性材料中，微观的磁织构和电织构通过磁电耦合相互关联。因此，如果铁磁（FM）skyrmion和FM skyrmionic晶体（或晶格，为了方便起见缩写为SL）可以稳定，则预期诱导拓扑电偶极织构，例如铁电（FE）偶极skyrmion和周期性FE偶极晶体。本文利用量子计算方法模拟了二维多铁性系统中铁电超晶格的拓扑结构。结果发现，一旦形成FM SL，就可以诱导出FE SL，每个FE Skyrmion是围绕FM Skyrmion形成的铁电偶极复合物，这些FE Skyrmion的拓扑电荷通常被量子化为整数、半整数和某些分数的倍数，使得FE SL与相应的FM SL精确重合;每个FE SL的拓扑电荷密度也形成周期性图案，并且正常施加的电场能够改变FM Skyrmion的尺寸，提高它们的形成温度，并且在临界温度以下破坏FM SL。
2021-10-19 cond-mat.mes-hall
Antiferromagnetic Skyrmion-Based Logic Gates Controlled by Electric Currents and Fields
反铁磁体具有零杂散磁场、抗外磁场和超快动力学等独特的性质，是自旋电子学应用的重要材料，近年来引起了人们的广泛兴趣。在这项工作中，我们研究了孤立的skyrmions在反铁磁纳米轨道与电压门控区域的动力学。结果表明，驱动电流和压控磁各向异性梯度可以共同控制Skyrmion。我们进一步提出了一种基于反铁磁skyrmion操作的逻辑计算门的设计，该设计结合了几种相互作用和现象，包括自旋霍尔效应，压控磁各向异性效应，skyrmion-skyrmion相互作用和skyrmion-edge相互作用。所提出的逻辑门可以执行逻辑AND、OR、NOT、NAND和NOR门的基本布尔运算。我们的研究结果可能会对基础物理产生重大影响，并有助于设计未来的非易失性逻辑计算设备具有超低能耗和超高存储密度。
2021-07-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Skyrmion Lattice Manipulation with Electric Currents and Thermal Gradients in MnSi
本文通过小角中子散射和微磁模拟研究MnSi中斯格明子晶格在径向电流与热梯度作用下的非单调重取向行为，揭示电流与热流竞争驱动旋转的机制。
2025-01-20 cond-mat.mes-hall
Skyrmion dynamics in moiré magnets
本文研究了扭曲磁性双层在垂直电场下由诱导DMI与莫尔交换势共同作用形成的复杂磁相，数值证明了层内斯格明子与层间束缚对的共存及其不同动力学，并展示了斯格明子沿畴壁的轨道滑行行为，为范德瓦尔斯自旋电子器件提供新思路。
2023-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Capture and chaotic scattering of a charged particle by magnetic monopole under uniform electric field
受能量交叉点实现Berry曲率的磁共振效应的启发，我们从理论上研究了半经典动力学中均匀电场下的磁共振效应，它涉及到许多物理情况，如通过抛物点的弛豫.我们发现，在后向散射之间的竞争由负磁场和加速由电场导致的束缚态，即，在粒子附近捕获粒子。此外，由磁致伸缩引起的非线性导致瞬态动力学中的混沌行为，即，短暂的混沌我们计算了引起瞬态混沌的奇异鞍点的特征量，并验证了当我们将系统参数调整到系统可解的参数区域时会发生突变分岔。
2018-07-12 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Skyrmion nucleation on the surface of a topological insulator
研究了自旋转移矩在拓扑绝缘体与铁磁绝缘体界面处诱导的Skyrmion成核。由于拓扑绝缘体表面上的强自旋-轨道耦合，这增强了自旋力矩的作用，期望对skyrmion进行有效操纵，因此，拓扑绝缘体可以提供实现高性能skyrmion器件的理想平台。使用微磁学模拟和能量学，我们评估的拓扑绝缘体表面上的skyrmion成核的属性，如成核时间，临界电场，和skyrmion数。我们发现成核时间与外加电场成反比。我们还确定了吉尔伯特阻尼和温度依赖的临界场。此外，我们分析评估的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的效果，并表明，温度依赖性可以解释由减少的磁振子激发间隙由于自能修正。
2022-11-15 cond-mat.mes-hall
Particle-based model of active skyrmions
受活性液晶斯格明子集体动力学实验启发，研究人员构建粗粒化粒子模型，将非互易指向矢畸变映射为有效力，复现速度反转等动力学行为，并拟合得到依赖胆甾相螺距与电场强度的模型参数解析表达式。
2023-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
