Zero-field magnetic skyrmions in exchange-biased ferromagnetic-antiferromagnetic bilayers
本研究利用原子尺度自旋动力学模拟表明，交换偏置FM-AFM双层膜可借助AFM有效场和界面粗糙度在零外场下稳定铁磁斯格明子。
2024-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Current-driven nucleation and propagation of antiferromagnetic skyrmionium
本文对自旋电流注入引起的反铁磁Skyrmionium的成核和传播进行了理论研究。斯基尔米恩偶素（Skyrmionium），也称为2π斯基尔米恩子（2π Skyrmion），是一种涡旋状的磁性结构，其特征是拓扑荷（即所谓的斯基尔米恩数）为零。我们发现，反铁磁Skyrmionium可以产生通过局部注入的自旋电流与环形分布。一个空间均匀的自旋电流，然后证明诱导的skyrmionium的传播。我们推导出一个表达式的Skyrmionium速度的集体坐标模型的基础上，这符合我们的数值结果。我们的研究结果提出了一种新的方式成核的反铁磁skyrmionium，以及电流驱动的skyrmionium速度的分析估计。
2019-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-driven dynamics and inhibition of the skyrmion Hall effect of ferrimagnetic skyrmions in GdFeCo films
磁skyrmions旋转的磁性纹理与新的特点，适合未来的自旋电子学和拓扑学的应用。最近的研究证实了Skyrmion在铁磁体中的室温稳定性。然而，这样的铁磁skyrmion显示出不期望的拓扑效应，skyrmion霍尔效应，这导致它们朝向器件边缘的电流驱动运动，其中skyrmion可以容易地被拓扑缺陷湮灭。最近的理论研究已经预测了反铁磁交换耦合skyrmions增强的电流驱动行为。在这里，我们提出了这些skyrmions和它们的电流驱动的动力学在亚铁磁GdFeCo薄膜的稳定。通过利用特定元素的X射线成像，我们发现，在Gd和FeCo子层的skyrmion是反铁磁交换耦合。我们进一步证实了亚铁磁Skyrmion可以以约50 m s-1的速度运动，约化Skyrmion Hall角θSkHE约为20°。我们的研究结果打开了亚铁磁和反铁磁skyrmionics的大门，同时提供了关键的实验证据，最近的理论研究。
2018-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast laser driven ferromagnetic-antiferromagnetic skyrmion switching in 2D topological magnet
本文利用第一性原理、rt-TDDFT和原子自旋模拟，揭示了激光诱导单层CrInSe3发生显著电荷转移与磁交换切换，实现了二维拓扑磁体中铁磁至反铁磁斯格明子的超快反转，为拓扑磁性的超快控制提供了新方法。
2024-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic Half-skyrmions and Bimerons at room temperature
在追求后CMOS技术的过程中，铁磁skyrmions及其反粒子在逻辑存储器或神经元器件中作为拓扑保护的孤子信息载体显示出了巨大的前景。然而，铁磁体中偶极场的存在限制了超小拓扑织构的形成，以及自旋力矩驱动时有害的Skyrmion霍尔效应，阻碍了它们的实际应用。反铁磁类似物被认为具有相对论动力学、快速无偏运动和尺寸标度等性质，近年来受到广泛关注，但在天然反铁磁系统中的实验实现还没有出现。在这里，我们展示了一个家庭的拓扑反铁磁自旋纹理的$α$ -Fe $_2$ O $_3$ -地球丰富的氧化物绝缘体-覆盖有Pt覆盖层。通过利用一阶类似的Kibble-Zurek机制，我们稳定的外来merons反子（半skyrmions），和双重子，它可以被擦除的磁场和再生的温度循环。这些结构具有约100 nm的特征尺寸，可以通过精确调节交换和各向异性进行化学控制，并具有进一步缩放的途径。驱动电流为基础的自旋扭矩的重金属覆盖层，这些AFM纹理中的一些可能会出现在室温下的低能量反铁磁自旋电子学的主要候选人。
2020-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Manipulation of magnetic skyrmions in a locally modified synthetic antiferromagnetic racetrack
在基于Skyrmion的赛道存储器中，由Skyrmion编码的信息可能由于Skyrmion霍尔效应而被破坏，这可以通过使用合成反铁磁赛道来克服。因此，在人工合成的反铁磁轨道中操纵skyrmions具有重要的实际应用价值。在这里，我们计算研究一对skyrmions和一个局部修改的区域之间的相互作用在一个合成的反铁磁赛道，其中的垂直磁各向异性或厚度被局部调整为不同于赛道的其余区域。研究发现，Skyrmions可以被吸引，排斥，甚至被捕获的局部改性区域在一个可控的方式。此外，我们证明了skyrmion的位置可以精确地确定的局部修改的区域。利用人工合成的反铁磁赛道中的局部改性区域对skyrmion进行可能的操纵可能对未来基于skyrmion的应用有用。
2019-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Complex magnetism of the two-dimensional antiferromagnetic Ge2F: from a Néel spin-texture to a potential antiferromagnetic skyrmion
基于密度泛函理论结合低能模型，研究了由半氟化锗烯（Ge 2F）掺杂氟原子构成的原子厚度二维混合材料的磁性.氟原子是高度电负性的，其诱导磁性并破坏反转对称性，从而触发有限且强的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya interaction）。第一、第二和第三近邻之间的磁交换相互作用具有反铁磁性质，导致磁阻挫。Néel态被认为是最稳定的状态，磁矩位于表面平面。这是由于磁矢量的面外分量引起的，这似乎引起了有效的面内磁各向异性。在施加磁场时，自旋螺旋和反铁磁skyrmions可以稳定。我们推测，这可以通过由磁性基板诱导的磁交换场来实现。为了完成我们的表征，我们计算了自旋波激发和由此产生的光谱，这可以通过电子能量损失光谱，磁拉曼光谱或扫描隧道光谱探测。
2021-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio investigation of the topological Hall effect caused by magnetic skyrmions in Pd/Fe/Ir(111)
本文基于第一性原理和KKR格林函数方法，研究了Pd/Fe/Ir(111)薄膜中磁性斯格明子引起的拓扑霍尔效应，并利用半经典玻尔兹曼输运方程探究了斯格明子尺寸与无序对拓扑霍尔角的影响。
2025-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Zero Field Antiferromagnetically Coupled Skyrmions and their Field-Driven Uncoupling in Composite Chiral Multilayers
该研究设计复合AF手性多层膜，利用AF与FM层间耦合形成紧凑补偿型斯格明子，实现零场稳定，并揭示其在交换场以上的场驱动解耦。
2025-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Topological spin textures in an antiferromagnetic monolayer
University of Hamburg（汉堡大学）；University of Kiel（基尔大学）；Zernike Institute for Advanced Materials, University of Groningen（格罗宁根大学泽尼克先进材料研究所）
本研究通过自旋极化扫描隧道显微镜在反铁磁单层中观察到拓扑自旋结构，并通过计算和模拟揭示其稳定机制及调控方法。
2026-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Static and Dynamical Properties of Antiferromagnetic Skyrmions in the Presence of Applied Current and Temperature
Skyrmions是磁性材料中具有拓扑保护的实体，其具有在自旋电子学中用于信息存储和处理的潜力。然而，铁磁体中的Skyrmion有一些内在的困难，必须克服它们才能用于自旋电子学应用，例如不能沿着电流直线运动。我们表明，Skyrmions也可以稳定和操纵反铁磁材料。反铁磁Skyrmion是一种复合拓扑物体，在每个子晶格上具有类似但符号相反的自旋纹理，例如导致马格努斯力的完全抵消。我们发现，反铁磁Skyrmions的复合性质引起不同的动力学行为，无论是由于施加的电流和温度效应。
2016-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of the antiferromagnetic skyrmion induced by a magnetic anisotropy gradient
反铁磁体动力学是当前凝聚态物理和自旋电子学研究的热点。然而，绝缘反铁磁体的动力学不能被电流激发，电流是通常用于操纵铁磁金属的方法。在这里，我们建议使用电压控制的磁各向异性梯度作为激励源来操纵绝缘反铁磁纹理。我们用解析和数值方法研究了由磁各向异性梯度驱动的反铁磁Skyrmion的动力学。我们的分析计算表明，这样的磁各向异性梯度可以有效地驱动反铁磁skyrmion向低磁各向异性的区域。微磁学模拟结果与我们的解析解吻合得很好。此外，还比较了反铁磁Skyrmion和铁磁Skyrmion的磁各向异性梯度感应速度。我们的结果有助于理解反铁磁skyrmion动力学，并可能为反铁磁自旋电子器件的设计开辟一条新的途径。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic order of topological orbital moments in atomic-scale skyrmion lattices
本文利用自旋极化扫描隧道显微镜和DFT计算，在Ir/Re(0001)上的Fe单层中观测到原子尺度斯格明子晶格，揭示其由Dzyaloshinskii-Moriya与四自旋相互作用稳定，并发现垂直表面的局域拓扑轨道矩呈反铁磁序排列。
2024-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Hall nano-oscillator with oblique magnetization and Dzyaloshinskii-Moriya interaction as generator of skyrmions and nonreciprocal spin-waves
自旋霍尔振荡器是用于磁振子应用的有希望的自旋波信号源，并且可以用作超低功耗计算设备中的磁振子逻辑的构建块。在这里，我们分析和微磁学研究磁化动力学的自旋霍尔振荡器与倾斜磁化时，自旋霍尔效应和界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用同时作用。我们的主要结果是：（一）激发的非互易自旋波传播垂直于平面内的静态磁化投影，（二）Skyrmion产生纯自旋电流，（三）激发一个新的自旋波模式与螺旋空间轮廓起源于一个动态Skyrmion的gyrotropic旋转。这些结果表明，自旋霍尔振荡器可用作磁数据存储和信号处理应用中磁skyrmions和不同类型传播自旋波的发生器。
2016-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Altermagnetic Skyrmions in 2D Lattices Exhibiting Anisotropic Skyrmion Hall Effect
School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University（山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室）
本研究在具有自旋分裂的二维反铁磁体中首次实现各向异性反磁旋涡效应，揭示了其机制并展示了在V2SeTeO单层中的实验验证。
2026-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Current-driven dynamics of antiferromagnetic skyrmions: from skyrmion Hall effects to hybrid inter-skyrmion scattering
本研究结合第一性原理与原子自旋动力学模拟，发现CrPdFe/Ir(111)中反铁磁斯格明子在电流下具有有限斯格明子霍尔效应，并揭示底层铁磁斯格明子的陷阱作用。
2024-03-04 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Skyrmion Hall Effect Revealed by Direct Time-Resolved X-Ray Microscopy
磁skyrmion是非常有前途的候选人，为未来的自旋电子应用，如skyrmion赛道存储器和逻辑器件。他们表现出异国情调和复杂的动力学拓扑结构所支配的缺陷，如边缘粗糙度的影响较小，比常规使用的域壁。特别是，它们的有限拓扑电荷导致预测的“skyrmion霍尔效应“，其中电流驱动的skyrmion获得类似于传统的霍尔效应中的带电粒子的横向速度分量。在这里，我们提出了纳米泵浦探测成像，首次揭示了电流诱导的自旋轨道力矩（SOT）驱动的skyrmions的实时动态。我们发现Skyrmions以一个定义明确的角度Θ_{SH}运动，该角度可以超过30°，但与理论预期相反，Θ_{SH}随速度线性增加，至少达到100 m/s。我们解释我们的观察的基础上结合一个类似场的SOT的内部模式激发，表明人们必须超越通常的刚性skyrmion描述解开动态。
2016-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Fractional antiferromagnetic skyrmion lattice induced by anisotropic couplings
磁Skyrmions是一种具有纳米级缠绕自旋织构的拓扑孤子，在自旋电子学中有着广泛的应用前景。到目前为止，已经在各种磁体中观察到Skyrmions，这些磁体表现出相邻自旋的几乎平行排列，但理论上，具有反平行相邻自旋的Skyrmions也是可能的。后者，反铁磁skyrmions，可以允许更灵活的控制相比，传统的铁磁skyrmions。在这里，通过结合中子散射和蒙特卡罗模拟，我们表明，一个分数反铁磁skyrmion晶格与初期meron字符是稳定的MnSc $_2$ S $_4$通过各向异性耦合。我们的工作表明，理论上提出的反铁磁skyrmion可以在实际材料中稳定，并代表了实现反铁磁skyrmion为基础的自旋电子器件的重要一步。
2020-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrafast generation and dynamics of isolated skyrmions in antiferromagnetic insulators
基于原子自旋动力学模拟，我们报道了在受限几何条件下超快产生单个反铁磁（AFM）skyrmion。这一过程是通过短激光脉冲产生的非热逆法拉第效应所诱导的有效磁场来实现的。由此产生的磁场可以核一个孤立的skyrmion作为一个拓扑保护的亚稳态在共线反铁磁体与小Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。一个单一的skyrmion的半径示出增加，通过施加均匀的直流磁场和在增加的温度。为了研究原子力显微镜可能的自旋热电子学现象，我们研究了skyrmion动力学下施加的温度梯度分析和数值。反铁磁skyrmions纵向移动向较热的区域，但相比之下，小skyrmions在非常低的阻尼制度向较冷的一侧移动，无论交错的拓扑电荷数，速度比它们的铁磁对应物快得多。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-Driven Dynamics of Frustrated Skyrmions in a Synthetic Antiferromagnetic Bilayer
本文研究了反铁磁交换耦合双层系统中受抑skyrmion的电流驱动动力学，其中双层skyrmion由两个skyrmion数相反的单层skyrmion组成$Q$ .结果表明，面内电流驱动的双层skyrmion沿直线运动，而面外电流驱动的双层skyrmion沿圆周运动，并且发现在大的$β/α$比下，双层skyrmion的面内电流驱动的迁移率比单层skyrmion的迁移率好得多，其中$α$和$β$分别表示阻尼参数和非绝热自旋转移矩强度.此外，当$α$较小时，双层Skyrmion的面外电流驱动迁移率远优于单层Skyrmion。我们还发现，一个双层skyrmion（由单层skyrmion与$Q=\pm 2$）可以被分离成两个双层skyrmion（由单层skyrmion与$Q=\pm 1$）的面外电流驱动。我们的结果可能是有用的设计skyrmionic器件的基础上阻挫多层磁体。
2019-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stability and lifetime of antiferromagnetic skyrmions
采用二维海森堡交换模型，考虑面外各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，研究了反铁磁（AFM）skyrmion的寿命和稳定性随温度和外磁场的变化.一个孤立的原子力显微镜skyrmion是亚稳态在零温度在一定的参数范围内设置由两个边界分离的skyrmion状态从均匀的原子力显微镜相和条纹域相。原子力显微镜skyrmion衰减到均匀原子力显微镜状态的能量势垒的分布补充了零温度稳定性图，并表明，skyrmion的稳定区域显着缩小在有限的temperates.We表明，原子力显微镜skyrmion的稳定性可以增强的应用程序的磁场，其强度是相当的自旋翻转场。AFM skyrmions在外部磁场中的这种稳定性与其铁磁对应物的行为形成鲜明对比。此外，我们证明了AFM skyrmions是稳定的时间尺度低于50 K的现实材料参数，使其可行的现代实验中观察到它们。
2019-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Spin Hall Effect due to Magnetic Skyrmions
内禀自旋霍尔效应（SHE）起源于动量空间中布洛赫带的拓扑结构。实空间和动量空间之间的对偶性要求从实空间拓扑诱导自旋霍尔效应，类似于Skyrmions的拓扑霍尔效应（THE）。我们从理论上证明了拓扑自旋霍尔效应（TSHE），其中一个纯粹的横向自旋流是由Skyrmion自旋织构产生的。
2019-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of a non-reciprocal skyrmion Hall effect of hybrid chiral skyrmion tubes in synthetic antiferromagnetic multilayers
本研究在合成反铁磁多层膜中观测到混合手性斯格明子管电流驱动下的非互易霍尔效应，其源于斯格明子螺旋度的动态振荡，并可通过磁补偿度调节。
2025-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Energy-efficient antiferromagnetic skyrmion creation and its dynamics in structure-dependent magneto-elastic coupling
本文提出利用表面声波诱导动态应变在反铁磁体中节能成核斯格明子，并通过Thiele方法揭示NiO型/CoO型材料中磁弹耦合对斯格明子动力学的调控机制。
2025-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of antiferromagnetic skyrmion in absence and presence of pinning defect
反铁磁skyrmion动力学的理论研究对于揭示其物理机制以及理解数值和实验观测结果是必不可少的。在这项工作中，我们提出了一个可靠的理论处理的自旋电流诱导运动的AFM skyrmion钉扎缺陷的存在和不存在。对于一个理想的原子力显微镜系统的缺陷，skyrmion的运动速度作为一个函数的内参数可以推导出的基础上的概念，skyrmion的轮廓符合360畴壁公式，导致明确的描述skyrmion动力学。然而，对于含有缺陷的AFM晶格，skyrmion可以被钉扎，并且脱钉场作为阻尼常数和钉扎强度的函数可以由Thiele方法描述。结果表明，skyrmion轨道的含时振荡对脱钉行为有显著影响。目前的理论提供了一个全面的情况下操纵AFM skyrmion的动力学，为未来的反铁磁体的基础上的自旋电子应用提供信息。
2020-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic Skyrmion: Stability, Creation and Manipulation
磁Skyrmion是铁磁体中的类粒子拓扑激发，其拓扑数为$Q=\pm 1$，由于其拓扑结构产生的马格努斯力效应，表现出Skyrmion霍尔效应（SkHE）。在这里，我们提出了对应的反铁磁（AFM）系统中的磁性skyrmion，即AFM skyrmion，这是拓扑保护，但没有显示SkHE。基于微磁晶格模拟，已经描述了两种用于创建AFM skyrmion的方法：（i）通过将垂直自旋极化电流注入具有AFM基态的纳米盘;（ii）通过转换纳米线结中的AFM畴壁对。结果表明，原子力显微镜skyrmion，驱动的自旋极化电流，可以直线运动的长距离，受益于没有SkHE。我们的研究结果将为基于AFM材料的新型自旋电子器件的设计提供新的思路。
2016-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A spin model for intrinsic antiferromagnetic skyrmions on a triangular lattice
针对传统铁磁斯格明子电流驱动下偏转的问题，本文构建三角晶格本征反铁磁斯格明子的最小海森堡模型，分析多相互作用下的相图，为反铁磁自旋电子学材料与器件研究提供工具。
2023-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Alternative understanding of the skyrmion Hall effect based on one-dimensional domain wall motion
一个运动的磁skyrmion表现出横向偏转。这种所谓的斯基尔米恩霍尔效应可以用蒂勒方程来解释。在这里，我们提供了另一种解释的skyrmion霍尔效应的基础上的动态域壁包围skyrmion。我们与自旋力矩引起的局部旋转的畴壁段的Skyrmion核心的移动，解释在微磁水平上的Skyrmion霍尔效应。基于我们的直观解释，我们还表明，Skyrmion霍尔效应可以通过结合自旋转移和自旋轨道转矩来抑制，从而消除了利用skyrmion在设备中的主要障碍。
2022-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Vanishing skyrmion Hall effect at the angular momentum compensation temperature of a ferrimagnet
带电粒子在存在磁场的情况下表现出霍尔效应。类似地，具有非零拓扑电荷和有限虚拟磁场的铁磁skyrmion表现出skyrmion霍尔效应，这对应用是不利的。对于反铁磁斯基尔米恩，理论上预测斯基尔米恩霍尔效应消失，因为与净自旋密度成正比的虚磁场为零。我们通过观察电流驱动的钉扎亚铁磁泡的横向伸长实验证实了这一预测。值得注意的是，skyrmion霍尔效应，估计与电流和气泡伸长方向之间的角度，在角动量补偿温度下，净自旋密度消失。这项研究建立了虚拟磁场和自旋密度之间的直接联系，为实现Skyrmionic器件提供了一条途径。
2018-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Hall viscosity for skyrmion via magnon interaction
该研究通过全阶时间平均磁振子贡献，从 DMI 中识别出与斯格明子荷成正比的霍尔黏度，并分析其对霍尔角及阻尼等参数的影响。
2025-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Nonlinear Topological Orbital Responses of Antiferromagnetic Skyrmions
Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS)（基础科学高等研究院）；Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）
本文预测反铁磁斯格明子在无自旋轨道耦合的PT对称六方反铁磁体中产生非线性拓扑轨道响应，通过涌现洛伦兹力产生与电场二次相关的轨道霍尔电流和积累，其对称性支持整流检测并区别于量子区效应。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spirals and skyrmions in antiferromagnetic triangular lattices
我们研究了在反转对称破缺衬底上三角晶格二维反铁磁体中螺旋和skyrmions的实现。作为一种可能的材料实现，我们研究了过渡金属原子（Cr，Mn，Fe或Co）在单层MoS $_2$，WS $_2$或WSe $_2$上的吸附，并使用第一性原理计算获得交换，各向异性和Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用参数。使用能量最小化和并行回火蒙特卡罗模拟，我们确定了磁相图的相互作用参数范围很广。我们发现，skyrmion晶格可以出现，即使与弱Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，但其稳定性是由磁各向异性阻碍。然而，弱的易平面磁各向异性可以有利于稳定skyrmion相。我们的研究结果表明，Cr $/$ MoS $_2$，Fe $/$ MoS $_2$，和Fe $/$ WSe $_2$界面可以托管由120个$^{\circ}$反铁磁态形成的自旋螺旋。我们的研究结果进一步表明，对于其他接口，如Fe $/$ MoS $_2$，Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用是足够强的驱动系统到一个三个亚晶格skyrmion晶格在实验可行的外部磁场的存在下。
2021-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A report of (topological) Hall anomaly two decades ago in Gd2PdSi3, and its relevance to the history of the field of Topological Hall Effect due to magnetic skyrmions
在凝聚态物理中，磁skyrmions的领域，在某些应用中具有潜在的革命性，被认为是大约十年的历史。在这篇文章中，我们提请社区注意Kurumaji等人[Science 365，914（2019）]最近的工作，在Gd2PdSi 3中建立了磁性skyrmion晶格行为。我们认为重要的是要带出二十年的历史，特别是霍尔输运异常表征磁skyrmions。Kurumaji等人提出的支持skyrmion晶格的关键实验数据是在两次变磁跃迁后，在介入场范围内观察到拓扑霍尔电阻率。此外，与其他磁性skyrmion相比，这些值是巨大的。我们在这里指出，霍尔电阻率数据中的这些功能，所产生的Gd 4f磁性，可以在我们的出版物中找到在1999年（随着变磁性转变），我们表示难以解释当时的结果。鉴于此，我们建议科学界，化合物Gd_2PdSi_3，事后，可以被认为是第一个实验演示的巨型拓扑霍尔效应在这一领域，发现约20年前。我们借此机会分享一些想法，为进一步的研究提供线索，特别是识别新的磁性skyrmion并找到相同的应用程序。
2019-11-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Skyrmion vs. antiskyrmion Hall angles
本研究发现skyrmion与antiskyrmion的Hall角存在6.5%至12%的显著差异，通过在磁化矢量集体坐标中引入横向速度分量推广Thiele方程，构建广义Hall角并与实验数据对比，为该差异提供了合理的物理解释。
2023-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic half-skyrmions electrically generated and controlled at room temperature
拓扑保护的磁性结构，如skyrmion，half-skyrmion（meron）和它们的反粒子，构成磁序中的微小漩涡。它们是下一代存储设备中信息载体的有希望的候选者，因为它们可以使用电流诱导的自旋扭矩以非常高的速度有效地推进。反铁磁体已经被证明可以承载这些纹理的版本，这些纹理由于其潜在的太赫兹动力学、偏转自由运动和由于没有杂散场而改进的尺寸缩放而获得了显著的关注。在这里，我们表明，拓扑自旋纹理，merons和反merons，可以在室温下产生和可逆地移动使用电脉冲在薄膜CuMnAs，半金属反铁磁体，是一个测试平台系统的自旋电子学应用。反铁磁merons的电产生和操纵是实现反铁磁薄膜作为高密度、高速磁存储器件中的有源元件的全部潜力的关键一步。
2022-07-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Dynamics of an elliptical ferromagnetic skyrmion driven by the spin-orbit torque
磁skyrmion是一个很有前途的积木开发信息存储和计算设备。它可以被稳定在一个铁磁薄膜与Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（磁）。运动的铁磁skyrmion可能表现出skyrmion霍尔效应，即skyrmion在自旋流的驱动下表现出横向位移。在这里，我们数值计算和理论研究的电流驱动的动力学的铁磁纳米尺度skyrmion的各向异性的双折射的存在下，其中的skyrmion具有椭圆形。研究了椭圆Skyrmion的Skyrmion霍尔效应。研究发现，通过调节椭圆Skyrmion的形状，可以控制Skyrmion的Hall角。我们的结果揭示了斯基米恩形状与斯基米恩霍尔效应之间的关系，这对于构建具有优选斯基米恩霍尔角的基于斯基米恩的自旋电子器件可能是有用的。此外，我们的研究结果提供了一种方法，最小化的Skyrmion霍尔角的应用程序的基础上的直线运动的Skyrmion。
2020-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Chiral skyrmions in an anisotropy gradient driven by spin-Hall effect
最近已经证明了通过各向异性梯度和自旋霍尔效应的组合来驱动Skyrmion运动的策略。在这里，我们研究这种类型的运动相结合的微磁模拟和广义蒂勒方程的基本属性。我们发现，各向异性梯度驱动的skyrmion主要沿垂直于梯度的方向，由于保守的扭矩的一部分。由于阻尼力矩，沿平行于各向异性梯度的方向存在一些较慢的运动。当加入适当的自旋霍尔力矩时，各向异性梯度方向上的skyrmion速度可以得到增强。当skyrmion移动到各向异性变化的区域时，这种运动引起skyrmion的加速度。在实验中要正确估计skyrmion速度，就必须考虑这一现象。我们采用了蒂勒一样的形式主义，并推导出的速度和加速度的skyrmion，匹配非常好的微磁模拟结果的表达式。
2018-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modeling Hall viscosity in magnetic-skyrmion systems
磁skyrmions是拓扑稳定的对象，是由一堆自旋紧密排列在一个光滑的方式。它们的拓扑性质提供了不寻常的和复杂的输运性质，如skyrmion霍尔效应。大量的霍尔数据进一步揭示了斯基尔米恩和反斯基尔米恩霍尔角之间的不对称性，这不能用已知的机制来解释。在这里，我们解释这种不对称性，利用另一个普遍的传输系数称为“霍尔粘度，”在量子霍尔系统中广泛研究。霍尔粘度建模在稳态skyrmion运动通过推广的Thiele方程的横向速度分量，是独立的skyrmion电荷。根据现有的非对称霍尔角数据，我们的分析表明，这种横向力占Skyrmion霍尔效应产生的力的3%~5.4%。霍尔粘度的进一步澄清对于正确设计下一代存储设备至关重要，更不用说我们对自然界基本特性的更深入理解了。
2020-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic bilayer-skyrmions without skyrmion Hall effect
由于Skyrmion的非平凡拓扑结构，其电磁场的产生可能会导致Skyrmion霍尔效应的产生，但由于Skyrmion在纳米轨道中的任何纵向运动都伴随着横向运动，因此这种效应可能会成为实际应用的障碍。这种效应的一个直接后果是，尽管它们具有拓扑保护，但在它们沿着纳米轨道的快速运动期间，在纳米轨道边缘处的skyrmions容易被破坏。在这里，我们提出了一个全新的解决方案，完全抑制这种斯基尔米恩霍尔效应，而不影响其拓扑性质的基础上的反铁磁耦合双层系统。我们发现，一对磁性skyrmions可以通过垂直电流注入成核在这样的双层系统或从电流驱动的畴壁对转换。一旦成核，skyrmion对可以通过电流引起的自旋力矩从垂直注入电流或面内电流移位。由于作用在每个skyrmion上的反作用力的抵消，skyrmion霍尔效应被完全抑制，导致skyrmion沿着电流方向的直线和快速运动。这一建议将通过引入双层自由度的系统的根本利益。此外，它提供了一种简单的方法来设计skyrmionic设备的传输特性，以实现所需的性能，使其非常有希望的实际应用，如超密度存储器和基于skyrmions的信息处理设备。
2015-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Visualizing the strongly reshaped skyrmion Hall effect in multilayer wire devices
磁性skyrmions是纳米级的自旋纹理，被吹捧为下一代计算元素。当受到横向电流的影响时，Skyrmion以相当快的速度移动。它们的拓扑电荷导致额外的横向偏转，称为Skyrmion霍尔效应（SkHE）。虽然有希望，他们的动态现象与电流，skyrmion大小，几何效应和混乱仍有待建立。在这里，我们报告的合奏动力学的个人skyrmions形成密集的阵列在Pt/Co/MgO线通过检查超过20,000个实例的运动电流和字段。skyrmion速度达到24米/秒的塑性流动状态，是令人惊讶的位置和大小的变化是强大的。同时，SkHE在$\sim 22^\circ$处饱和，基本上被线边缘重塑，并且随着skyrmion尺寸而关键地微弱地增加。粒子模型模拟表明，SkHE大小的依赖性-相反的分析预测-产生的内在和钉扎驱动效应的相互作用。这些结果建立了一个强大的框架，利用SkHE和实现高吞吐量的skyrmion运动线设备。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Zero-field topological Hall effect in BiSb/MnGa bi-layers as a signature of ground-state skyrmions at room temperature
利用拓扑霍尔效应（THE），在BiSb拓扑绝缘体/ MnGa双层膜中观察到零场基态Skyrmion的特征.我们观察到一个大的临界界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用能（5.0 pJ/m）的BiSb/MnGa界面，可以通过控制退火温度的MnGa模板定制。在室温下，即使在没有外加磁场的情况下，也观察到了THE，这为MnGa/BiSb双层膜中存在磁稳定skyrmion提供了有力的证据.我们的研究结果将提供洞察的作用，通过合适的材料选择和生长技术，在室温下产生稳定的skyrmions定制的界面的。
2019-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Robust formation of skyrmions and topological Hall effect in epitaxial thin films of MnSi
研究了在Si（111）衬底上生长的B_（20）型MnSi外延薄膜的磁输运性质。洛伦兹透射电子显微镜（TEM）图像和拓扑霍尔效应（THE）都清楚地指出了在宽的温度-磁场区域内skyrmions的稳健形成。新的功能不同的散装MnSi的观察外延MnSi薄膜：一个较短的（近一半）周期的自旋螺旋和skyrmions，和相反的符号的THE。这些观察结果表明，skyrmion引起的THE的多功能超出了目前的理解。
2012-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Acoustic quantum skyrmion-valley Hall effect
Nanjing University（南京大学）；Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学先进微结构协同创新中心）
研究通过声学晶体制备了量子Skyrmion-谷Hall效应，利用带拓扑性实现稳健可控的Skyrmion传输，展示了实空间与动量空间拓扑的直接对应关系。
2026-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
