Equilibrium properties and localised magnon excitations are investigated in topologically distinct skyrmionic textures. The observed shape of the structures and their orientation on the lattice is explained based on their vorticities and the symmetry of the crystal. The transformation between different textures and their annihilation as a function of magnetic field is understood based on the energy differences between them. The angular momentum spin-wave eigenmodes characteristic of cylindrically symmetric structures are combined in the distorted spin configurations, leading to avoided crossings in the magnon spectrum. The susceptibility of the skyrmionic textures to homogeneous external fields is calculated, revealing that a high number of modes become detectable due to the hybridization between the angular momentum eigenmodes. These findings should contribute to the observation of spin waves in distorted skyrmionic structures via experiments and numerical simulations, widening the range of their possible applications in magnonic devices.
Formation and stability of metastable skyrmionic spin structures with various topologies in an ultrathin film
通过自旋动力学模拟,采用从头计算的经典哈密顿量,在Pd $(111)$表面的(Pt $_{0.95}$ Ir $_{0.05}$)/Fe双层膜中观察到了亚稳态的局域自旋组态,其拓扑电荷从$Q=-3$到$Q=2$.我们证明了各向同性交换相互作用的挫折是负责这些不同类型的skyrmionic结构的创建。Dzyaloshinsky-Moriya相互作用目前由于在表面上的反演对称性的破坏积极有利于skyrmions与$Q=-1$,扭曲的形状的其他对象,并定义了一个优选的方向,为他们相对于底层晶格。
Design of 2D Skyrmionic Metamaterial Through Controlled Assembly
Uppsala University(乌普萨拉大学);KTH Royal Institute of Technology(瑞典皇家理工学院);Swedish e-Science Research Center(瑞典电子科学研究中心);Shenzhen Institutes of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences(中国科学院深圳先进技术研究院);Linnaeus University(林奈大学);Örebro University(厄勒布鲁大学);Soochow University(苏州大学)
Spin-polarized scanning tunneling microscopy characteristics of skyrmionic spin structures exhibiting various topologies
拓扑磁性物体的正确识别是实验中的一个重要问题。利用自旋极化扫描隧道显微镜(SP-STM)计算方法,研究了(Pt $_{1-x}$ Ir $_{x}$)Fe/Pd(111)双金属磁性薄膜中具有不同拓扑电荷($Q=-3,-2,-1,0,+1,+2$)的亚稳Skyrmionic自旋结构.我们发现,一个平面外磁化尖端已经导致在不同的skyrmionic结构对应于它们的对称性在区别SP-STM对比。我们的工作还建立了一个了解的平面内SP-STM对比度和skyrmionic拓扑结构之间的关系,通过调查的平面内的角度之间的变化的自旋沿周边的结构,其特征在于局部涡度或线密度的缠绕数。对于自旋结构表现出一个统一的符号的局部涡度在整个skyrmionic区域,我们证明,(i)$|Q|$可以确定从一个单一的SP-STM图像所采取的任何面内磁化尖端,和(ii)面内尖端磁化旋转提供的符号$Q$独立的有效自旋极化在隧道结中的符号。我们还讨论了局部涡度改变符号的情况。最后,通过增加铱含量的PtIr覆盖层,我们发现一个出现次级外环面内SP-STM的对比度,这是有吸引力的skyrmions或antiskyrmions的指示。
Confinement-controlled pathways to complex skyrmionic textures in Co/W/Pt multilayers
Sultan Qaboos University(阿曼苏丹卡布斯大学);University of Technology and Applied Sciences - Muscat (UTAS-Muscat)(马斯喀特科技与应用大学);University of Lille, CNRS, Centrale Lille, Université Polytechnique Hauts-de-France, UMR 8520 - IEMN(里尔大学、法国国家科学研究中心、中央里尔学院、上法兰西高等理工学院);Nanyang Technological University(南洋理工大学)
Metaheuristic conditional neural network for harvesting skyrmionic metastable states
KTH Royal Institute of Technology(KTH皇家理工学院);Swedish e-Science Research Center(瑞典电子科学研究中心);Uppsala University(乌普萨拉大学);Örebro University(厄勒布鲁大学);Linnaeus University(林奈大学);University of Iceland(冰岛大学)
A fluctuation-free pathway for a topological magnetic phase transition
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH(柏林赫尔姆霍兹材料与能源中心有限公司);Experimental Physics V, Center for Electronic Correlations and Magnetism, University of Augsburg(奥格斯堡大学实验物理学第五系、电子相关与磁学中心);Institute for Molecules and Materials, Radboud University(拉波德大学分子与材料研究所);Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung, Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf(德累斯顿-罗斯多夫赫尔姆霍兹中心离子束物理与材料研究所);Laboratoire Albert Fert CNRS, Thales, Université Paris-Saclay(阿尔伯特·费尔特实验室(CNRS)、泰雷兹集团、巴黎萨克雷大学);Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy(马克斯·玻恩非线性光学与短脉冲光谱研究所)
Ferroelectricity controlled chiral spin textures and anomalous valley Hall effect in the Janus magnet-based multiferroic heterostructure
实现自旋拓扑织构的有效操纵和显式识别是使自旋织构成为高存储密度、高数据处理速度和低能耗自旋电子器件信息载体的两个关键因素。与传统的磁调控方法相比,电场调控磁调控是一种无耗散的方法。然而,由于磁场不直接破坏时间反演对称性,磁化强度对电场不敏感,并且由于外部涨落引起的漂移,拓扑磁准粒子的分布很难保持,这可能导致准粒子与均匀磁背景之间的模糊识别。在这里,我们表明,在Janus磁铁为基础的多铁性异质结构LaClBr/In 2 Se 3的异常谷霍尔效应所产生的横向电压,可以很容易地和明确地区分电极化的强度驱动的skyrmionic和均匀铁磁态。我们的工作提供了一种替代方法的数据编码,其中数据编码结合拓扑自旋纹理与可检测的电子输运。