We demonstrate that an electric field could activate the three low-energy eigenmodes of the Neel-type skyrmion lattice via the electrically induced Dzyaloshinskii-Moriya interaction. In particular, we predict that the relative intensity of the clockwise rotation mode against the counter-clockwise rotation mode is significantly enhanced for the electrical activation in comparison with the magnetic activation. We also discover that the electrically and magnetically active modes obey unique selection rules. These findings promise a fresh pathway towards energy-efficient electrical manipulation of skyrmion excitations for future skyrmion-based magnonics.
Optically driven collective spin excitations and magnetization dynamics in the Néel-type skyrmion host GaV$_4$S$_8$
GaV $_4$ S $_8$是一种多铁性半导体，具有磁性摆线（Cyc）和Néel型Skyrmion晶格（SkL）相，具有广泛的热稳定性和磁稳定性。在这里，我们使用时间分辨的磁光克尔光谱和微磁模拟来证明在Cyc和SkL阶段由单轴各向异性的光致调制驱动的集体自旋激发的相干产生。我们的研究结果揭示了自旋动力学在各向异性材料托管skyrmions和铺平了一条新的途径，其磁秩序的光学控制。
Néel-type skyrmion lattice in tetragonal polar magnet VOSe$_2$O$_5$
在四极磁体VOSe $_2$ O $_5$中发现了三角形Skyrmion晶格的形成。通过对单晶的磁化强度和小角中子散射的测量，我们确定了零场时的摆线自旋态和极轴方向上的磁场下的Néel型skyrmion晶格相。邻近这一阶段，另一个磁相的无公度自旋纹理被确定在较低的温度下，暂时分配到一个正方形skyrmion晶格相。这些发现揭示了块体材料中Néel型skyrmions的多功能特性，并为探索极性磁体中拓扑自旋纹理的物理学提供了一个独特的机会。
Stability of Néel-type skyrmion lattice against oblique magnetic fields in GaV$_4$S$_8$ and GaV$_4$Se$_8$
空穴尖晶石GaV $_4$ S $_8$和GaV $_4$ Se $_8$中的Néel型skyrmion的取向通过Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用与其底层晶体结构的极轴相关联。在这些晶体中，skyrmion晶格相存在于平行于这些轴的外部施加的磁场中，并承受高达某个临界角的倾斜磁场。在这里，我们映射出的skyrmion晶格相在这两种晶体中的稳定性作为一个功能的磁场角度和幅度使用动态悬臂梁磁强计。测得的相图再现最近的理论模型预测的主要功能，包括重入摆线相在镓V $_4$硒$_8$。尽管如此，我们观察到一个更大的鲁棒性的skyrmion相位斜场，这表明可能的改进模型。除了确定之间的摆线，skyrmion晶格，铁磁状态的散装过渡，我们测量额外的异常在镓$_4$硒$_8$，并将它们分配到磁状态局限于极性结构域壁。
Texture-induced spin-orbit coupling and Skyrmion-electron bound states in a Néel antiferromagnet
我们推导了在交错磁化的光滑织构存在下Néel反铁磁体的有效质量电子哈密顿量。对于电子带极值的某些位置，织构产生一种特殊的、异常强烈的自旋-轨道耦合，其尺度为$\hbar v / L$，其中$v$是费米速度，$L$是织构的特征长度尺度。对于Skyrmion织构，这种耦合产生电子束缚态，其能量标度由电子谱中的间隙$Δ$给出。对于掺杂剂载体，这种束缚态将Skyrmion转变为带电粒子，可以通过电场来操纵。
Magnetic Excitations in the Multiferroic Néel-type Skyrmion Host GaV$_4$S$_8$
对GaV单晶$_4$ S $_8$进行了宽带微波光谱研究，该单晶在13 K以下呈现出复杂的磁相图，包括摆线、Néel型skyrmion晶格以及场极化铁磁相.在零和小磁场两个集体模式被发现在5和15 GHz，这是在这个易轴磁铁的摆线状态的特点。在有限场中，进入skyrmion晶格相，光谱转变成多模模式，吸收峰接近4，8和15 GHz。发现GaV $_4$ S $_8$中的自旋激发谱及其场依赖性与在具有布洛赫型skyrmions的材料中观察到的自旋激发谱密切相关。明显的差异产生于强单轴磁各向异性的GaV4S8不存在于迄今已知的skyrmion主机。
Cycloidally modulated magnetic order stabilized by thermal fluctuations in the Néel-type skyrmion host GaV$_4$S$_8$
我们报告的小角中子散射研究的空隙尖晶石GaV $_4$ S $_8$，揭示了长波长的磁状态是摆线调制。这为最近声称存在于该化合物中的Néel型skyrmions的形成提供了直接支持。与所有其他大块Skyrmion基质材料形成鲜明对比的是，在冷却时，调制的磁性状态转变为铁磁状态。这些结果表明，GaV $_4$ S $_8$中的所有调制态，包括Skyrmion态，都能从热涨落中获得稳定性，而在较低温度下，铁磁态的出现符合强易轴磁各向异性。在铁磁态和调制态之间的过渡附近，我们的研究也证明了相位共存和类孤子状态。
Squeezing Néel-type Magnetic Modulations by Enhanced Dzyaloshinskii-Moriya interaction of $4d$ Electrons
在极性磁体中，如GaV $_4$ S $_8$、GaV $_4$ Se $_8$和VOSe $_2$ O $_5$，调制磁相即摆线和内尔型skyrmion晶格状态在扩展的温度范围内被识别，甚至低至零开尔文。我们结合小角中子散射和磁化研究表明，尼尔型磁调制的鲁棒性也对磁场高达2 T的极性GaMo $_4$ S $_8$。除了大的上临界场之外，增强的自旋轨道耦合产生了具有亚10 nm周期性的各种调制相位和磁调制矢量的奇特分布。因此，我们的工作表明，非中心对称磁铁与$4d$和$5d$电子系统是理想的候选主机高度压缩的磁螺旋和skyrmions。
Possible emergence of a skyrmion phase in ferroelectric GaMo$_4$S$_8$
提出了在磁场下，极性空隙尖晶石，例如GaV $_4$ S $_8$和GaV $_4$ Se $_8$，作为Skyrmion相的宿主。在本工作中，我们提出了一种等构的GaMo $_4$ S $_8$作为Néel型skyrmion晶格的候选晶格，并通过第一性原理计算和模型哈密顿量的蒙特卡罗模拟对其进行了系统的研究.由Jahn-Teller失真驱动的电极化的强度预计将出现在GaMo $_4$ S $_8$中，显示出与基于V的对应物中评估的尺寸相当但相反的符号，并根据不同的电子计数参数和产生的失真进行解释。有趣的是，在钒尖晶石中，4d轨道相对于3d轨道的更大的自旋-轨道耦合导致更强的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，这有利于稳定摆线自旋织构，以及更小尺寸的skyrmions（半径<10 nm）。此外，GaMo_4S_8的交换各向异性可能导致铁电-铁磁基态，作为铁电-skyrmionic基态的替代，需要进一步的实验验证。
