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
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
Magnetic Skyrmions on a Two-Lane Racetrack
磁skyrmions是磁化的粒子状纹理，其特征在于拓扑缠绕数。在室温下，在磁性多层膜结构中观察到了纳米尺度的Skyrmions。小尺寸、拓扑量化和高效电操作的组合使它们成为高性能存储器件中信息载体的有趣候选者。有人提出了一种Skyrmion赛道存储器，其中信息被编码在一维纳米带中移动的Skyrmion之间的距离中。在这里，我们提出了一种替代设计，其中skyrmion在两个（或更多）平行的车道中移动，信息存储在每个skyrmion的车道号中。这种多通道轨道可以通过控制纳米带的高度轮廓来构造。窄纳米带中的排斥性skyrmion-skyrmion相互作用保证了不同通道上的skyrmion不能相互通过。电流脉冲可用于引起车道变换。结合这些元素提供了基于skyrmion的存储设备的鲁棒、高效的设计。
2016-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Electrical writing, deleting, reading, and moving of magnetic skyrmioniums in a racetrack device
磁性Skyrmionium（也称为2 $π$ -Skyrmion）可以理解为一个Skyrmion -一个拓扑上非平凡的磁性漩涡-它位于第二个具有反向磁化的Skyrmion的中心。在这里，我们提出了一种新的光电写入和删除机制的薄膜Skyrmionium，以及基于拓扑霍尔电压的读取机制。此外，我们指出的优势，利用skyrmioniums作为载体的信息相比，skyrmions与电流驱动的运动。我们模拟所有四个组成部分的操作skyrmionium为基础的赛道存储设备：创建，运动，检测和删除位。因此，skyrmionium的存在被解释为“1”，而它的缺失被解释为“0”位。
2019-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Controlled creation of nanometric skyrmions using external magnetic fields
为了利用纳米磁性skyrmion作为高密度存储设备中的信息载体，需要一种方法，该方法优选地以低能量成本在设备中的指定位置处产生预期数量的skyrmion。我们从理论上提出，使用一个系统与制造的孔或缺口，可以实现控制创建的个人skyrmions，即使使用外部磁场施加到整个标本。制造出来的缺陷就像催化剂一样，可以减少创造skyrmion的能量障碍。
2018-09-12 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
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
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
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
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
Magnetic skyrmion logic gates: conversion, duplication and merging of skyrmions
磁skyrmions是铁磁体中的一种拓扑类粒子激发，近年来引起了人们的广泛关注。Skyrmionics是一种尝试使用磁性Skyrmion作为下一代自旋电子器件的信息载体。操纵和操作skyrmions的建议是非常需要的。在这里，我们证明了具有不同手性和拓扑结构的孤立skyrmions的转换，复制和合并都是可能的在一个系统。我们还证明了一个skyrmion转换成另一种形式的skyrmion，即，一个双桅帆我们设计自旋逻辑门，如与门和或门的基础上操纵的skyrmions。这些结果为利用纳米自旋织构拓扑结构作为信息载体在新型磁传感器和自旋逻辑器件提供了重要的指导。
2015-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Controlling the helicity of magnetic skyrmions by electrical field in frustrated magnets
在中心对称结构中由挫折产生的skyrmions拥有额外的内部自由度：涡度和螺旋度，从而产生独特的性质和潜在的功能，这是不共享的skyrmions源于Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用在非中心对称结构。目前的工作表明，磁驱动的电极化的强度进行skyrmions提供了一个直接的处理调谐螺旋度。特别是对于面内磁化的Skyrmions，通过外加电场，无论是Skyrmions还是反Skyrmions，螺旋度都可以连续旋转并精确拾取。面内单轴各向异性有利于这种操纵。
2020-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Laser-induced topological spin switching in a 2D van der Waals magnet
二维范德华磁体由于其广泛的电、磁和拓扑性质而代表了高能效自旋电子学应用中最有前途的领域之一。特别令人感兴趣的是通过飞秒激光脉冲控制2D材料的磁性，这可以为数据存储行业中的低功耗设备平台提供真正的路径。然而，很少有人知道的vdW层中的光和自旋属性之间的相互作用。在这里，结合大规模自旋动力学模拟，包括双二次交换相互作用和宽场克尔显微镜（WFKM），我们表明，超快激光激发不仅可以在CrGeTe $_3$ vdW磁体中产生不同类型的自旋织构，但也诱导它们之间的可逆转换在一个触发开关机制。我们的计算表明，skyrmion，反skyrmion，skyrmionium和条纹域可以通过高强度的激光脉冲在皮秒制度产生。该效应可通过激光能量调节，其中可以选择不同的自旋行为，例如对信息技术重要的快速退磁过程（$\sim$ 250 fs）。不同的拓扑自旋纹理之间的相变获得作为额外的激光脉冲施加到系统中的极化和自旋的最终状态可以由外部磁场控制。我们通过实验证实了CrGeTe $_3$中由于激光诱导电子加热的独特方面而产生的、操纵和触发开关现象。我们的研究结果表明，激光驱动的自旋纹理的二维磁铁作为一种途径，在原子水平上的超快可重构架构。
2023-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetoelectric effect and orbital magnetization in skyrmion crystals: Detection and characterization of skyrmions
Skyrmion是一种小的磁性准粒子，它具有独特的拓扑荷和螺旋性。在这个快速通信中，我们通过计算展示了如何在不依赖于真实空间成像的情况下确定这两个属性。的轨道磁化和拓扑霍尔电导率测量所产生的磁化，由于在散装和拓扑保护的边缘通道的发生，由于一个skyrmion晶体的出现场的电子的流通。这两个观测值都量化了拓扑霍尔效应，并通过符号区分了skyrmions和antiskyrmions。此外，我们预测的磁电效应在skyrmion晶体，这是一个磁化（极化）的应用程序的电（磁）场的产生。这种效果是量化的自旋toroidization和磁电极化率。横向磁电效应对skyrmion螺旋度的依赖关系符合自旋织构的经典环向矩，并允许区分skyrmion螺旋度：它是最大的布洛赫skyrmion和零尼尔skyrmion。我们预测的四个观测值，可用于在实验中检测和表征skyrmions的独特功能。
2019-02-11 cond-mat.str-el
Quantum Magnetic Skyrmion Operator
本研究提出将量子磁斯格明子表示为玻色子算符的变分波函数，通过数值模拟验证了其有效性与适用范围，为多斯格明子量子相场论构建提供了基础。
2024-07-12 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
Skyrmions in magnetic materials
Skyrmions是在某些磁有序材料中发现的磁矩的涡旋状纹理。在这里，我们描述了skyrmion的起源，并讨论了skyrmion在磁性材料中的实验实现、skyrmion的动力学性质以及skyrmion与电子的潜在有用的相互作用。我们的讨论是基于场的物理学，并允许我们触及来自场论和拓扑学的概念，这些概念说明了如何将skyrmion理解为有序场中缺陷家族的一部分，并暗示了等待我们发现的其他拓扑对象。
2022-02-22 cond-mat.str-el
Generation of magnetic skyrmions through pinning effect
基于解析估计和晶格模拟，提出了在没有外加磁场或磁各向异性的情况下，二维手征磁性材料中可以通过钉扎效应产生磁skyrmion的观点.在我们的模拟中，稳定的磁skyrmions可以产生在钉扎区。研究了铁磁交换强度和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用强度的各种值的Skyrmions的性质。
2019-02-25 cond-mat.str-el
Tuning of a skyrmion cluster in magnetoelectric Cu$_2$OSeO$_3$ by electric field
具有非平凡拓扑结构的手性磁性织构被称为Skyrmions，由于其独特的性质，它们在新的磁存储应用中很有前途。虽然电操纵孤立的skyrmion或整个skyrmion晶格已被密集报道，对skyrmion集团的电效应仍然很少。在磁电化合物Cu $_2$ OSeO $_3$中，在螺旋-Skyrmion相界附近可以产生Skyrmion团簇。在这里，我们报告的现场电场写入/擦除的skyrmion在这样的skyrmion集群。我们的真实的空间/时间的图像数据获得的洛伦兹透射电子显微镜和定量分析的证据时，在集群中的skyrmions的数量的线性增加的应用程序创建电场。产生一个Skyrmion所需的能量估计为$\mathcal{E}=4.7 \times 10^{-24}$ J。
2018-10-10 cond-mat.str-el
CP$^2$ Skyrmions and Skyrmion Crystals in Realistic Quantum Magnets
本研究在现实自旋-1模型中发现磁性CP$^2$斯格明子，其可作为量子顺磁体亚稳态织构存在，且模型量子相图含磁场诱导的CP$^2$斯格明子晶体，可通过常规实验探测，为非磁材料拓扑孤子研究开辟新方向。
2022-03-29 cond-mat.str-el
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
Ginzburg-Landau theory for skyrmions in inversion-symmetric magnets with competing interactions
磁skyrmions近年来吸引了相当大的关注，在自旋电子学应用的巨大潜力。一般来说，skyrmions比原子晶格常数大，这允许在连续极限下的金斯堡-朗道型描述。这样的描述成功地捕获了B20化合物中Skyrmions的主要实验观察，没有反转对称性。Skyrmions也可以存在于具有竞争相互作用的反转对称磁体中。在这里，我们推导出一个一般的金斯堡-朗道理论的skyrmions在这些磁铁有效的长波长限制。我们基于导出的Ginzburg-Landau理论研究了Skyrmions的不寻常的静态和动力学性质。我们表明，易轴自旋各向异性是足够的稳定skyrmion晶格。有趣的是，反转对称磁体中的skyrmion除了通常的skyrmion平移运动（轨道运动）之外，还具有与螺旋度旋转相关的新的内部自由度，即skyrmion作为粒子的"自旋"。单个skyrmion的轨道自由度和自旋自由度可以相互耦合，并产生不寻常的行为，这是由Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用稳定的skyrmion所不存在的。导出的Ginzburg-Landau理论为讨论Skyrmion物理提供了一个方便和通用的框架，并将有助于在反演对称磁体中寻找Skyrmion。
2015-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.str-el
The relation between the radii and the densities of magnetic skyrmions
与传统的磁泡相比，Skyrmion具有更小的尺寸，更好的稳定性，因此被认为是一种非常有前途的存储器件。当操纵、擦除和创造Skyrmion时，Skyrmion的密度可以改变，但Skyrmion的半径和密度之间的关系需要更多的探索。在本文中，我们研究了这个问题的理论和使用晶格模拟。得到并验证了Skyrmions平均半径随材料参数、外磁场强度和Skyrmions密度的变化关系。利用此显式函数，可以方便地预测Skyrmion的半径，这对Skyrmion存储器件的进一步研究是有帮助的。
2021-03-29 cond-mat.str-el
Magnetic skyrmions and skyrmion clusters in the helical phase of Cu$_2$OSeO$_3$
Skyrmions是纳米级的自旋漩涡，可以在缺乏反转对称性的磁体中稳定下来。孤立的Skyrmions嵌入在铁磁背景中的性质已被深入研究。我们发现，单个skyrmions和集群的skyrmions也可以形成在螺旋相，并从理论上研究他们的能量和动力学。螺旋背景提供了天然的一维通道，Skyrmion可以沿着这些通道快速移动。与铁磁体中的Skyrmion相反，Skyrmion-Skyrmion相互作用具有强吸引力，因此Skyrmion倾向于形成具有特征形状的团簇。这些集群中直接观察到的Cu $_2$ OSeO $_3$薄膜的透射电子显微镜测量。螺旋背景提供的拓扑量子化、高迁移率和skyrmion在通道中的限制可能对未来的自旋电子器件有用。
2017-09-29 cond-mat.str-el
Magnetoelectric nature of skyrmions in a chiral magnetic insulator Cu2OSeO3
研究了手性磁性绝缘体Cu 2 OSeO 3在不同大小和方向的磁场（H）作用下的介电性能。我们发现，skyrmion晶体诱导电极化的强度（P）沿面内或面外方向的自旋涡旋取决于所施加的H方向。所观察到的H-依赖性的P在亚铁磁，helmagnetic，skyrmion晶体状态可以一致地描述的d-p杂化模型，突出了相对论自旋轨道相互作用中的磁电耦合在Cu 2 OSeO 3的重要作用。我们的分析表明，每个skyrmion粒子可以局部携带电偶极或四极，这意味着skyrmion的动力学是可控的外部电场。
2012-06-20 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
Capturing of a Magnetic Skyrmion with a Hole
手性磁体中的磁旋，即所谓的skyrmions，可以通过超小电流密度来操纵。在这里，我们研究分析和数值的相互作用，一个单一的skyrmion在两个维度的一个小洞的磁性层。从微磁模拟的结果是在良好的协议与有效的运动方程从广义的Thiele方法。Skyrmion缺陷相互作用描述的一个有效的潜在的排斥和吸引力的组件。对于小电流密度，先前被钉扎的skyrmion保持被钉扎，而未被钉扎的skyrmion在杂质周围移动并且永远不会被捕获。然而，对于更高的电流密度，j_c1 < j < j_c2，单个空穴能够捕获移动的skyrmion。最大截面与skyrmion半径和Sqrt（alpha）成比例，其中alpha是Gilbert阻尼。对于j > j_c2，所有的skyrmions都是脱钉的。磁场的微小变化强烈地改变钉扎特性，甚至可以达到没有钉扎的状态，j_c2=0。我们还表明，小密度的空穴可以有效地加速Skyrmion的运动，并引入一个霍尔效应的Skyrmion。
2014-11-11 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
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
Quantum Nucleation of Skyrmions in Magnetic Films by Inhomogeneous Fields
最近的实验报道了手性磁体中单个skyrmions的受控成核。在这里，我们表明，在磁性超薄膜与界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，不同半径的单个skyrmions可以通过创建一个局部扭曲的磁场的成核。在我们的研究中，我们考虑了零温度下单个Skyrmion从铁磁相中的量子成核。我们模拟的物理场景是一个均匀的场稳定的铁磁体，和一个相反的本地磁场在一个圆形的斑点，由本地探针的尖端产生，驱动skyrmion成核。使用自旋路径积分和集体坐标近似，从铁磁到单skyrmion状态的隧穿率计算作为一个功能的尖端的磁场和圆形斑点半径。合适的参数，观察单skyrmions的量子成核。
2016-04-14 cond-mat.str-el
Scattering of high-energy magnons off a magnetic skyrmion
讨论了场极化的二维手征磁体基态中高能磁振子与单个磁skyrmion的散射。对于大于逆skyrmion半径，$k r_s \gg 1$的波矢量，磁振子散射是由新兴的磁场，其通量密度基本上是由skyrmion纹理的拓扑电荷密度决定的。这导致以不对称和振荡微分截面为特征的偏斜和彩虹散射。我们证明了横向动量转移到skyrmion是普遍的，由于量子化的总出现的流量，而纵向动量转移是可以忽略不计的高能量极限。这导致一个磁振子驱动的skyrmion运动近似反平行于进入的磁振子电流和电流和skyrmion速度之间的普遍关系。
2015-09-11 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
$\mathbb{C}P^2$ Skyrmion Crystals in an SU(3) Magnet with a Generalized Dzyaloshinskii-Moriya Interaction
在推广了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和Zeeman项的情况下，研究了铁磁SU（3）Heisenberg模型中的$\mathbb{C}P^2$ Skyrmion晶体.该模型具有两种不同类型的Skyrmion晶体与单位Skyrmion，可以解释为两个半Skyrmion或四个四分之一Skyrmion的束缚态。我们对$\mathbb{C}P^2$ Skyrmion晶体的研究开辟了有用的未来应用的可能性，因为$\mathbb{C}P^2$ Skyrmion比通常的$\mathbb{C}P^1$（磁性）Skyrmion具有更多的自由度。
2022-09-21 cond-mat.str-el hep-th
Magnetic Interactions of the Centrosymmetric Skyrmion Material Gd2PdSi3
在中心对称材料中磁skyrmions的实验实现一直是由理论上理解的各向异性和挫折的微妙平衡如何在施加的磁场中稳定拓扑自旋结构。最近，中心对称材料Gd $_{2}$ PdSi $_{3}$被证明具有场诱导的skyrmion相，但skyrmion稳定机制仍不清楚。在这里，我们采用同位素富集的多晶Gd $_{2}$ PdSi $_{3}$样品的中子散射测量，以量化驱动skyrmion形成的相互作用。我们的分析揭示了空间延伸的相互作用，在三角形平面，是一致的RKKY机制，和大铁磁平面间的磁相互作用，调制的Pd/Si超结构。skyrmion相位出现在一个零场螺旋磁序与磁矩垂直的磁传播矢量，表明磁偶极相互作用起着重要的作用。我们的实验结果建立了一个相互作用空间，可以促进skyrmion形成，方便识别和设计的中心对称skyrmion材料。
2022-02-28 cond-mat.mtrl-sci 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
Dynamical magnetoelectric phenomena of multiferroic skyrmions
磁skyrmions，涡旋状旋转的自旋纹理的特征是一个量化的拓扑不变量，实现在手征晶格磁体目前吸引了强烈的研究兴趣。特别是，它们在外场下的动力学对于基础科学和技术应用都是至关重要的问题。虽然到目前为止，对磁skyrmions的观测仅限于金属磁体，但它们的实现也在2012年在手性晶格绝缘磁体Cu2OSeO3中被发现。在绝缘体中的Skyrmions原来表现出多铁性与自旋诱导铁电性。相对论自旋轨道相互作用介导的非共线Skyrmion自旋和电极化的强度之间的强磁电耦合使我们能够通过施加电场而不是注入电流来驱动磁Skyrmion的运动和振荡。绝缘材料还提供了一个环境，适合于通过光谱测量检测纯自旋动力学由于缺乏可观的电荷激发。本文综述了绝缘体中磁skyrmions的多铁性和动态磁电现象的理论和实验研究进展。我们认为，多铁性skyrmions显示出独特的耦合振荡模式的磁化和极化，所谓的电磁振子激发，这是磁和电活性，和电和磁激活过程之间的干扰导致奇特的磁电效应在微波频率制度。
2015-11-24 cond-mat.mtrl-sci 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
