Tailed skyrmions -- an obscure branch of magnetic solitons
本文发现并分析了二维手性磁体模型中一类新的稳定孤子解——带尾斯格明子，确定了其在外磁场和磁晶各向异性下的稳定范围，并计算了同拓扑荷解之间的最小能量路径与同伦，扩展了复杂形态磁性孤子的多样性。
2023-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Linked skyrmions in shifted magnetic bilayer
The Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Peter Grünberg Institut (PGI-1), Forschungszentrum Jülich GmbH（于利希研究中心彼得·格林伯格研究所（PGI-1））；Institute for Theoretical Physics, RWTH Aachen University（亚琛工业大学理论物理研究所）；Science Institute and Faculty of Physical Sciences, University of Iceland（冰岛大学理学院）；Department of Physics and Materials Science, University of Luxembourg（卢森堡大学物理与材料科学系）；Department of Physics and Astronomy, Uppsala University（乌普萨拉大学物理与天文学系）
研究提出一种移位磁双层结构，可实现具有任意大拓扑电荷的Skyrmions，通过调节层间交换耦合和外部磁场可获得不同基态，并展示传统Skyrmion-bags和kπ-Skyrmions。
2026-01-21 cond-mat.mes-hall
Thermal generation of droplet soliton in chiral magnet
在常规的$π$ -skyrmions之外控制产生局域磁织构是磁学领域的一个重要问题。本文通过自旋动力学模拟、蒙特卡罗模拟和谐波过渡态理论，证明了在倾斜磁场存在下，热涨落可以可靠地产生具有零拓扑荷的基本手征磁孤子--手征液滴.建议的协议依赖于一个不寻常的动力学相结合的熵稳定和低能量势垒的拓扑平凡状态的成核的影响。按照该方案，通过改变温度和外部磁场的倾斜，可以在单个系统中选择性地产生手性液滴或$π$ -skyrmion。两个不同的磁孤子的共存建立了一个丰富的磁化动力学的基础，并开辟了更复杂的磁纹理，如skyrmion袋和skyrmion与手征扭结的建设的可能性。
2021-11-24 cond-mat.mes-hall
Field Theory of Quantum Hall Effects, Composite Bosons, Vortices and Skyrmions
基于\CB图像，建立了量子霍尔效应的场论.它与微观波函数理论密切相关。其特征在于，场算符仅仅描述了代表偏离劳克林态的物理自由度。它是分析\LLL激发态的有力工具。结果表明，在无自旋量子霍尔系统中，所有的激发都是非局域拓扑孤子。另一方面，在自旋自由度的存在下，它表明，一个量子相干性自发地发展，其中激发包括一个Goldstone模式，除了非局域拓扑孤子。孤子是分别带有U（1）和SU（2）拓扑荷的涡旋和Skyrmion。它们的经典组态是由它们的微观波函数导出的。Skyrmion仅仅表现为\LLL中的低能激发，而不是有效非线性西格玛模型的解。我们使用它作为Skyrmion理论的一致性检查，Skyrmion在Skyrmion尺寸的消失极限中被减少到涡旋。我们评估了一个Skyrmion的激活能，并与实验数据进行了比较。
1998-03-13 cond-mat.mes-hall
Transmutation from Skyrmions to Half-Solitons Driven by the Nonlinear Optical Spin-Hall Effect
我们证明了线性光学自旋霍尔效应中激子-极化激元的自旋-轨道相互作用模拟产生的极化畴与Skyrmion晶格的形成有关。在非线性制度中，极化激元-极化激元相互作用的自旋各向异性导致自旋域的空间压缩和Skyrmions到半孤子的突然转变，与自旋电流的聚焦和强各向异性发射模式的出现相关。
2012-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Spacetime magnetic hopfions: from internal excitations and braiding of skyrmions
本研究突破时间维度仅作为拓扑孤子演化被动载体的局限，提出两种基于斯格明子的时空磁霍普夫子构建路径，验证了时空霍普夫指数可通过电场调控，为探索一般序参量的时空拓扑提供新思路。
2023-05-12 cond-mat.mes-hall
Skyrmions and Quantum Hall Ferromagnets in Improved Composite-Boson Theory
提出了一种改进的量子霍尔铁磁体复合玻色子理论。它与微观波函数理论密切相关。其特征在于，场算符仅仅描述了代表偏离基态的物理自由度。它为分析\LLLd中的激发态提供了一个强有力的工具。激发包括Goldstone模和非局域拓扑孤子。孤子是分别带有U（1）和SU（2）拓扑荷的涡旋和Skyrmion。它们的经典组态是由它们的微观波函数导出的。计算了单个Skyrmion的激活能，很好地解释了实验数据。
1999-01-22 cond-mat.mes-hall
Spontaneous skyrmion chains in nanorods with chiral interactions
我们报告说，在圆柱形纳米棒Skyrmion链，即，三维自旋纹理动态地出现，如微磁模拟所揭示的。当棒的直径大于材料的螺距长度时，发生skyrmion链状态，并且链上的skyrmion的数量与纳米棒的长度成比例。这一发现提供了一个更深层次的理解几何和skyrmionic对称性之间的相互作用，并显示空间限制如何可以稳定自发的拓扑自旋纹理。
2016-04-06 cond-mat.mes-hall
Directional Spin-wave Propagation in the Skyrmion Chain
Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction）有利于像Skyrmion这样的手征自旋结构，导致自旋波的非互易传播。利用微磁学模拟研究了自旋波在含有Skyrmion链的纳米带中的传播。通过局部施加微波，发现当Skyrmions间距足够大时，自旋波可以按不同频率向相反方向分离。而对于紧密排列的skyrmion，skyrmion链与skyrmion链之间存在强相互作用，成为自旋波的通道，自旋波的频率与skyrmion的呼吸频率相近，并表现出定向传播的特性。这项工作为基于skyrmion的自旋波器件开辟了前景。
2019-02-27 cond-mat.mes-hall
Creation,transport and detection of imprinted magnetic solitons stabilized by spin-polarized current
随着最近提出在室温下将skyrmion用于赛道存储器，skyrmionics已成为一个非常有吸引力的领域。然而，对于skyrmions的稳定性，它是必不可少的，将Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（ZH）和面外磁场到系统中。在这项工作中，我们将探索一个没有这些相互作用的系统。首先，我们提出了一种可控的方式来创建磁性skyrmions和skyrmioniums通过纳米图案化的纳米盘与磁涡旋状态的铁磁纳米轨道上的印记。然后，我们调查的印记自旋纹理从下面的纳米盘，以及它的运输所施加的自旋极化电流脉冲在纳米轨道的自旋转移扭矩的分离。运动印迹自旋织构的一个显著特征是其拓扑数Q在平均值Q=0附近振荡，就好像它是Q= +/- 1的skyrmions和Q=0的气泡之间的共振态。我们可以称之为共振磁孤子（RMS）。RMS沿着直线移动，因为它不受Skyrmion霍尔效应的影响。在我们所研究的装置中，采用相同的电极来实现印迹自旋织构的分离及其输运。此外，我们研究了RMS和磁性隧道结传感器之间的相互作用，其中RMS在纳米轨道中的通过可以被很好地检测到。我们的研究结果将有助于开发新的自旋电子器件的基础上可移动的自旋织构。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall
From Nested Soliton Crystals to Skyrmion Crystals in Chiral Magnets
Institute of Contemporary Mathematics, School of Mathematics and Statistics, Henan University（河南大学数学与统计学院现代数学研究所）；Department of Physics, Chemistry and Pharmacy, University of Southern Denmark（南丹麦大学物理化学药学系）；Department of Physics, Keio University（庆应义塾大学物理学部）；Research and Education Center for Natural Sciences, Keio University（庆应义塾大学自然科学研究与教育中心）；International Institute for Sustainability with Knotted Chiral Meta Matter(SKCM2 ), Hiroshima University（广岛大学缠绕手性超物质可持续发展国际研究所）
本研究详尽探索手性磁体模型参数空间，绘制相图，发现嵌套孤子晶格基态及向斯格明子晶格的平滑过渡，并揭示反斯格明子与双半子等复合孤子态。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall hep-th
Topological Solitons in Noncommutative Plane and Quantum Hall Skyrmions
本文以SU（N）对称的量子霍尔系统为例，分析了非对易平面中的拓扑孤子，其中孤子等同于Skyrmion。研究表明，拓扑孤子诱导电子数密度从其周围的基态值激发，当拓扑电荷密度$J_{0}(\mathbf{x})$的合理选择时，它就获得了拓扑孤子周围电子密度激发$Δρ^{\text{cl}}(\mathbf{x})$的物理实在性，即$Δρ^{\text{cl}}(\mathbf{x})=-J_{0}(% \mathbf{x})$ .因此，一个非对易孤子必然携带与其拓扑荷成正比的电荷。构造了一个与哈密顿量无关的孤子态的场论态。一般来说，它涉及到无穷多个参数。一旦选择了哈密顿量，它们就通过最小化其能量来固定。我们明确研究的情况下，该系统是由硬核相互作用和非对易CP $^{N-1}$模型，其中所有这些参数的解析确定和孤子激发能得到。
2005-09-10 cond-mat.mes-hall hep-th
The emergence of magnetic skyrmions
这是一个叙述的基本理论思想的轴对称二维孤子和他们的连接到基本实验的磁性化合物。一个简短和编辑的版本出现在《今日物理》上。
2020-03-22 cond-mat.mes-hall
Edge-Mediated Skyrmion Chain and Its Collective Dynamics in a Confined Geometry
一种拓扑上非平凡的涡旋状磁结构--磁skyrmion的出现，为存储器件提出了新的概念。在那里，广泛的研究从理论上证明了通过使用一维纳米条纹中的skyrmions链来编码信息比特的能力。在这里，我们报告的第一个实验观察的skyrmion链的FeGe纳米条纹使用高分辨率的洛伦兹透射电子显微镜。在垂直于纳米带平面的外电场作用下，我们观察到边缘自旋发生畸变的螺旋基态演化为单个的skyrmion，在低场下skyrmion以链的形式聚集，在高场下skyrmion集体向纳米带中心运动.这种skyrmion链即使在纳米条纹的宽度比单个skyrmion尺寸大得多的情况下也能存活。这些发现表明了通过边缘效应形成skyrmion的新方式，并且从长远来看，可能会为应用带来启发。
2015-10-19 cond-mat.mes-hall
Simulating Thiele's Equation and Collective Skyrmion Dynamics in Circuit Networks
本文构建可模拟 Thiele 方程的电路单元，并通过耦合单元与电路阵列复现斯格明子霍尔效应、频率梳及拓扑边缘态，为研究集体磁孤子动力学提供电路平台。
2024-10-25 cond-mat.mes-hall
Magnetoelectric antiferromagnets as platforms for the manipulation of solitons
我们研究了磁电反铁磁薄膜的磁动力学，其中非常规边界铁磁性与体Néel相共存低于Néel温度。两个序参量之间的自旋交换产生了一个有效的低能理论，它在形式上等价于亚铁磁体的理论。畴壁和skyrmions的动力学分析内的集体变量的方法，从中我们得出结论，他们表现为大量的粒子在粘性介质中移动受到的gyrotropic力。我们发现，薄膜厚度可以作为这些孤子的运动的控制参数。在这方面，它示出，外部磁场可以驱动畴壁的动态，其终极速度是可调的样品厚度。此外，分类的skyrmion动力学是敏感的样品厚度的空间调制，这可以很容易地工程与本（薄膜）沉积技术。电流驱动的自旋转移可以触发Skyrmions的漂移轨道，这可以用作这些磁性纹理的赛道。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall
Effective action for quantum Hall skyrmions
最近，一个O（3）型的有效作用量被提出的量子霍尔铁磁体，这占袋形成观察微观Hartree-Fock计算。我们将这种作用应用到孤子扇区中，并与Hartree-Fock的结果进行了比较。我们发现在整个参数范围内，skyrmions存在很好的协议。标准的最小O（3）模型不能解释这个袋子，并且还有与这个事实相关的其他缺点。
2001-04-06 cond-mat.mes-hall
Colloquium: Quantum skyrmionics
Skyrmions是拓扑孤子，出现在许多物理环境中。在磁学中，它们表现为自旋密度场的纹理，由不同的竞争相互作用稳定下来，并以一个拓扑荷为特征，该拓扑荷计算序参量包裹球体的次数。当自旋纹理在磁体的微观晶格尺度上缓慢变化时，它们可以表现为经典物体。然而，快速发展的实验工具，以创建和稳定的skyrmions在薄磁膜导致了丰富的各种纹理，有时原子大小。在这篇文章中，我们讨论，在教学的方式，如何引入量子干涉的平移动力学的skyrmion纹理，从微磁运动方程的经典孤子。我们研究了如何在半经典制度的自旋纹理的非平凡拓扑体现，当微观晶格势量子力学处理，但外部驱动力被视为光滑的经典微扰。我们强调了与非对易量子力学、陈-西蒙斯理论和量子霍尔效应的密切关系。
2018-12-19 cond-mat.mes-hall
Dynamic annihilation pathways of magnetic skyrmions
本文通过伪谱方法研究二维磁性Skyrmion的动态湮灭路径，发现模型选择和空间离散化对Skyrmion动力学有显著影响，并展示了其在多尺度建模和材料发现中的应用潜力。
2025-11-21 cond-mat.mes-hall
Coulomb and Hard Core Skyrmion Tails
量子Hall skyrmions是铁磁O（3）σ模型的量子化孤子。参考，经典，解决方案取决于电子之间的相互作用，并表现出完全不同的渐近配置文件的物理库仑相互作用比模型硬核相互作用经常用来产生变分波函数。在本说明中，我们表明，通过数值计算的（大）有限尺寸系统在nu=1，这一物理上重要的差异，一个尖锐的定义，其统计的关键，持续为量子化skyrmions在n=1。
1998-04-07 cond-mat.mes-hall
Topological energy bounds for frustrated magnets
受抑磁体已知支持二维拓扑孤子，称为skyrmions。一个连续模型的挫折磁铁最近被证明支持两个二维skyrmions和三维打结孤子（hopfions）。在本文中，我们推导出这些孤子的能量表示的拓扑不变量的下界。的界限是线性的程度的情况下，skyrmions和规模的霍普夫度的3/4的权力的情况下，hopfions。
2019-03-18 cond-mat.mes-hall hep-th
Magnetic D-brane solitons: skyrmion strings ending on a Néel wall in chiral magnets
Institute of Contemporary Mathematics, School of Mathematics and Statistics, Henan University（河南大学数学与统计学院当代数学研究所）；Department of Physics, Chemistry and Pharmacy, University of Southern Denmark（南丹麦大学物理、化学与药学系）；International Institute for Sustainability with Knotted Chiral Meta Matter (WPI-SKCM 2 ), Hiroshima University（广岛大学缠绕手性超材料可持续国际研究所）
研究三维斯格明子弦在Néel型畴壁上的终止，发现其形成磁性D膜孤子，通过分析DMI导致的线性弯曲和周期性多结解，揭示了斯格明子弦作为基本弦的特性。
2026-06-16 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Skyrmions and antiskyrmions in monoaxial chiral magnets
本研究揭示单轴手性磁体中斯格明子与反斯格明子可作为等能、相反拓扑电荷的亚稳二维孤子共存，并可借助外场频率调控其运动。
2023-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological magnetic solitons on a paraboloidal shell
研究了曲率对抛物面上Skyrmions和涡旋交换能的影响。结果表明，这样的结构出现的海森堡模型的激发，呈现拓扑稳定性，不像发生在其他简单连接的几何形状，如pseudosphere。我们还表明，skyrmion宽度依赖于抛物面的几何参数。磁场的存在导致了$2π$ -skyrmions的出现，在系统中引入了一个新的特征长度。关于涡流，抛物面的几何参数在这种激发的交换能量中起着重要的作用。
2014-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Manipulation of magnetic solitons under the influence of DMI gradients
本研究通过数值与解析方法探讨了 DMI 梯度对磁性孤子的影响，发现线性 DMI 梯度能引发 Néel 和 Bloch 型斯格明子等结构的特定运动，为二维材料低功耗磁化操控提供了新思路。
2023-05-24 cond-mat.mes-hall
Origin of robust interaction of spin waves with a single skyrmion in perpendicularly magnetized nanostripes
我们研究了在垂直磁化的CoFeB纳米带中传播的自旋波（SW）和单个Skyrmion之间的相互作用，其中磁性层与W和MgO交界。微磁数值计算显示，入射SW和skyrmion之间的强大相互作用引起了特定SW频率的相当大的向前skyrmion运动（例如，这里：fsw = 12 - 19 GHz）。另外，发现存在足够低的阈值场幅度，例如，0.1 fsw = 15 GHz SW时的kOe。这种依赖于频率的相互作用起源于SW与Skyrmion的内部模式的鲁棒耦合，通过SW的线性动量传递扭矩作用于Skyrmion。这项工作提供了没有电子流的Skyrmion运动的全磁控制，并有助于进一步理解在狭窄的几何形状的磁振子和拓扑孤子之间的相互作用。
2015-08-24 cond-mat.mes-hall
Eigenmodes of synthetic antiferromagnetic skyrmions
Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（物质结构与动力学马普研究所）；Center for Free-Electron Laser Science（自由电子激光科学中心）；University of Hamburg（汉堡大学）；University of Vienna（维也纳大学）；University of Southampton（南安普顿大学）
利用微磁本征值和振铃模拟，研究了受限合成反铁磁（SAF）斯格明子的激发模式，揭示了反铁磁层间耦合对动力学的调控以及集体平移和呼吸模式。
2026-06-04 cond-mat.mes-hall
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
Dynamic Phases and Reentrant Hall Effect for Vortices and Skyrmions on Periodic Pinning Arrays
本研究探讨周期性钉扎阵列上涡旋和斯格明子的动态相，发现重入霍尔效应及负微分电导，为检测涡旋霍尔效应提供理想平台。
2022-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Field-driven metamorphoses of isolated skyrmions within the conical state of cubic helimagnets
拓扑稳定的场组态出现在物理学的许多领域，从基本粒子到凝聚态和宇宙学。在过去的十年中，手征液晶和手征磁体的角色的模型对象的拓扑孤子的实验研究和理解他们的非奇异场配置。在这里，我们介绍了一个范例的轻便skyrmionic网络与相互正交的方向组成孤立的skyrmions。这样的网络被设想为一个新的概念的自旋电子器件，并推测负责前体现象附近的散装立方helimagnets的有序温度。特别是，我们证明了相互正交的skyrmions之间的相互转换：水平skyrmions漩涡到一个中间弹簧状的状态，随后挤压成垂直skyrmions与两极。Skyrmion管也被认为是具有更多内部结构的粒子状态的构建块。一个家庭的目标skyrmions，其中包括一个被忽视的迄今为止的类型与多重拓扑电荷，形成由于倾向于最小化之间的相互作用能垂直和水平skyrmions。圆锥相作为一个合适的背景考虑skyrmion演变。它使Skyrmion网络中的Skyrmion-Skyrmion相互吸引作用实体化，塑造它们的内部结构并引导成核过程。或者，孤立的skyrmions复杂的纹理变化的结果，不仅在主机锥形状态的结构变形，但可能会导致形成一个异国情调的skyrmion秩序与对merons是游戏的核心。一般来说，这项工作所提供的基本见解强调了skyrmion变态的三维特征，也可以扩展到三维孤子，如hopfions。
2021-03-24 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Domain-wall skyrmion chain and domain-wall bimerons in chiral magnets
该研究在手性磁体中构建畴壁斯格明子链与畴壁双半子，解析结合数值分析其在铁磁相和手性孤子晶格中的稳定性，揭示尖点演化、衰变及稳定链形成规律。
2023-11-09 cond-mat.mes-hall hep-th
Quadrature skyrmions in two-dimensionally arrayed parametric resonators
NTT Basic Research Laboratories（NTT基础研究所）
本文提出利用四分量变量在二维参数共振器阵列中稳定天纹粒子，通过有限元模拟验证了其在压电膜阵列中的可行性。
2023-07-20 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Collective depinning of dipolar skyrmion chains: thermal and athermal rounding of an elastic polymer in a quenched landscape
Universidade Federal do Espírito Santo（圣埃斯皮里图联邦大学）；University of Manitoba（曼尼托巴大学）
本研究通过数值模拟揭示偶极斯格明子链在淬火无序中的集体脱钉行为，发现阈值与链长无关且为孤立斯格明子的三分之一，并阐明热与非热圆化机制，对链式信息载体器件有指导意义。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Topological solitons in Chern-Simons theories for double-layer fractional quantum Hall effect
研究了描述双层分数量子霍尔效应的Chern-Simons规范理论中的拓扑激发。有两种类型的孤子，一种是涡旋，另一种是非平凡的赝自旋纹理，即所谓的skyrmion或meron。通过对偶变换，导出了描述这些孤子的有效场论。
1997-02-18 cond-mat.mes-hall hep-th
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
Metastable solitonic states in the strained itinerant helimagnet FeGe
拉伸应变是一个很有前途的工具，通过可调控制的磁各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的手征helimagnets的磁孤子纹理的创建和操纵。在这里，通过使用原位共振小角X射线散射，我们证明了skyrmion和手征孤子晶格可以实现亚稳态在FeGe片层作为不同的状态，甚至同时通过结合拉伸应变和磁场在不同的方向上的变形。在分析模型的框架下讨论了小角散射数据，该模型足以描述孤子晶格的实验结果。利用实验结果和解析理论，对小角散射实验中亚稳态skyrmions在垂直磁场中的解旋现象进行了微磁学模拟分析。
2020-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Magnetoelectric imprint of skyrmions in van der Waals bilayers
针对斯格明子难以追踪与操控的问题，本文提出利用范德华双层膜中的滑移铁电与近邻耦合，将磁性斯格明子等周期印记为电学斯格明子，从而实现其全电学读取与操控。
2024-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin, Statistics and Charge of Solitons in (2+1)-Dimensional Theories
在一类（2+1）维模型下，导出了类粒子孤子（“skyrmions”）量子数的一般拓扑不变微观表达式。Skyrmions是带有奇数电荷的半整数自旋费米子，或者是带有偶数电荷的整数自旋玻色子。所以它们不可能是安德森的自旋子或合子。一般的结果举例说明了一个正方形晶格模型回忆高Tc模型。
1997-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Stability and asymptotic interactions of chiral magnetic skyrmions in a tilted magnetic field
本文将 DMI 视为背景 SO(3) 规范场，解析推导倾斜磁场下手性磁孤子的大间距相互作用势，并预测斯格明子稳定性，结果与数值模拟吻合。
2023-07-17 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
