Thermally Driven Ratchet Motion of Skyrmion Microcrystal and Topological Magnon Hall Effect
自发涌现的手性是自然科学中一个非常重要的问题。有人认为，单向（手性）旋转的机械棘轮是禁止在热平衡，但成为可能的系统平衡。在这里，我们报告我们的发现，一个拓扑非平凡的自旋纹理称为skyrmion -一个粒子状的对象，其中自旋指向所有方向包裹一个球体-构成这样的棘轮。用Lorentz透射电子显微镜观察了Cu_2OSeO_3和MnSi薄膜中的Skyrmion晶体，发现它们在微米尺度上呈单向旋转运动。基于随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程的数值模拟表明，在存在温度梯度的情况下，这种旋转仅仅是由热涨落驱动的，而在热平衡下，这种旋转是被Bohr-van Leeuwen定理所禁止的。我们发现，由skyrmion的有效磁场驱动的磁振子的旋转流引起的skyrmion旋转，因此表明磁振子可以用来控制这些自旋纹理的运动。
2015-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Thermal Hall Effect of Magnons in Magnetic Skyrmion Lattice
费米子的拓扑输运由位于费米能以下的能带的陈数决定。对于玻色子，例如晶体中的声子和磁振子，当带隙与热能相当时，拓扑输运由最低能带的陈数支配。在这里，我们证明了拓扑运输的存在下，玻色子磁振子在磁skyrmions的晶格-拓扑缺陷形成的涡旋状纹理的自旋。我们发现了一个独特的热霍尔信号中的磁性skyrmion相的绝缘极性磁铁GaV 4 Se 8，确定为拓扑热霍尔效应的磁振子的最低能带的磁振子在一个三角形晶格的磁振子的陈数。我们的研究结果为利用热霍尔探针研究其他玻色子激发的拓扑现象奠定了基础。
2022-10-06 cond-mat.str-el
Dynamics of magnon fluid in Dzyaloshinskii-Moriya magnet and its manifestation in magnon-Skyrmion scattering
我们构造的Holstein-Primakoff哈密顿磁振子在任意缓慢变化的自旋背景下，微观自旋哈密顿铁磁自旋交换，Dzyaloshinskiii-Moriya交换，和塞曼项。磁振子动力学的Gross-Pitaevskii型方程包含几个背景规范场，涉及局部自旋手征、非均匀势和违反玻色子数守恒的反常散射。对文献中的公式进行了非平凡修正。随后映射到流体动力场，得到磁振子流体动力学的连续性方程和欧拉方程。基于我们的Gross-Pitaevskii公式，数值研究了局域Skyrmion的磁振子波散射。指出了碰撞磁振子所经历的有效磁通量与Skyrmion半径的关系，并与用Landau-Lifshitz-Gilbert方程对同一问题的分析进行了比较。
2015-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnon edge states of skyrmion crystal in non-uniform magnetic field
St.Petersburg State University（圣彼得堡国立大学）；NRC “Kurchatov Institute”, Petersburg Nuclear Physics Institute（库尔恰托夫国家研究中心，圣彼得堡核物理研究所）
利用半经典量化和立体投影方法，研究非均匀磁场下斯格明子晶体界面处出现的局域磁振子边缘态，发现其手性和局域化程度由磁场分布控制，局域长度可小至几个斯格明子间距。
2025-10-19 cond-mat.str-el
Magnon Superlattices around Skyrmions in Frustrated Magnets
Nanyang Technological University（南洋理工大学）
本研究通过调节磁激子波长与Skyrmions尺寸匹配，实现了磁激子超晶格的形成，揭示了反铁磁体在操控原子尺度自旋激发中的潜力。
2026-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strong Coupling between Propagating Magnons and High-order Gyrotropic Skyrmion Modes
受近年来强磁振子-自旋织构-光子偶极耦合研究的启发，磁振子与自旋织构局域共振通过直接交换相互作用的耦合被人们所期待，但尚未实现。在这项工作中，我们证明了相干耦合之间的传播磁振子和本地skyrmion共振。在频域色散中除了观察到拉比耦合带隙（RCG）外，还观察到极化激元带隙的磁振子模拟，即极化声子带隙（PBG）。耦合的实现要求旋扭Skyrmion模不仅要满足大于1的量子数，而且要满足与磁振子相反的手征。可以控制所观察到的PBG和RCG存在于不同的布里渊区（BZ）以及在BZ边界。通过选择传播磁振子的波数，耦合强度可以接近强区。我们的研究结果为研究量子信息技术中的量子光学现象提供了一个纯磁振子平台。
2021-09-16 cond-mat.other cond-mat.str-el
Magnon spectrum in two- and three- dimensional skyrmion crystals
研究了二维铁磁体中存在Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和磁场时Skyrmion晶体（SkX）基态的低能磁振子谱.我们用一组重叠的圆盘来近似SkX六方超晶格，并通过最小化经典能量密度来确定晶格周期。最佳半径圆盘上的磁振子谱是稳定的，只有两个最低能级可以被认为是局域的。这些水平在SkX晶格中的随后的杂交导致紧结合光谱。最低磁振子态的局域化特征在小场和高场下丢失，这被解释为SkX的熔化。SkX的经典能量略高于单个锥形螺旋的能量，并且考虑量子修正可以有利于Skyrmion基态。将我们的分析扩展到三维的情况下，我们认为，这些量子校正变得更加重要，在有限的温度下，当平均自旋值降低。
2017-04-29 cond-mat.str-el
Thermal Hall effect and gauge-field picture of magnons in antiferromagnetic skyrmion crystals
本文提出三角晶格上绝缘反铁磁斯格明子晶体的低能激发可由带有SU(3)规范场的磁振子描述，证明该规范场的非对易性破坏了有效时间反演对称性并促成磁振子热霍尔效应，且通过线性自旋波理论验证了有限热霍尔导率的出现。
2025-08-10 cond-mat.str-el
Magnon topological transition in skyrmion crystal
NRC “Kurchatov Institute”, Petersburg Nuclear Physics Institute（核物理研究所）；St.Petersburg State University（圣彼得堡国立大学）
研究具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的铁磁薄膜中斯格明子晶体的磁振子谱，利用立体投影方法发现随磁场增加两个低能磁振子带间隙闭合并发生拓扑转变。
2023-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnon spectrum in ferromagnets with a skyrmion
用单个Skyrmion在基态对二维各向同性海森堡铁磁体中的自旋波激发进行了分析。我们采用半经典量子化方法的思想，适当修改的晶格模型和自旋算符的Maleyev-Dyson玻色子表示的使用。由此得到的磁振子薛定谔方程描述了自旋波激发的色散和波函数，具有严格的非负谱。与通常的铁磁体相反，我们证明了三个零模式的存在，对应于自发违反的Skyrmion配置的共形对称性。
2015-10-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Chiral Magnonic Edge States in Ferromagnetic Skyrmion Crystals Controlled by Magnetic Fields
在绝缘磁体中实现对磁振子自旋电流的控制-其中由于焦耳加热引起的耗散被高度抑制-是一个活跃的研究领域，可能导致节能的自旋电子学应用。然而，由具有均匀磁序的常规系统支持的磁振子自旋电流已被证明难以控制。最近出现了另一种方法，依赖于拓扑保护的磁振子边缘状态的空间周期性磁纹理。这种纹理的一个主要例子是铁磁skyrmion晶体，它拥有手征边缘状态，为磁振子自旋电流提供平台。在这里，我们表明，为第一次，一个外部磁场可以驱动拓扑相变的自旋波谱的铁磁skyrmion晶体。拓扑相变的信号是关闭一个低能量的体磁振子间隙在一个临界字段。在拓扑阶段，低于临界场，两个拓扑保护的手征磁振子边缘状态位于这个差距，但他们解开在平凡阶段，以上的临界场。值得注意的是，拓扑相变涉及到两个磁振子带的反转，在$Γ$点对应于晶体中skyrmion的呼吸和反呼吸模式。我们的研究结果表明，外部磁场可以作为一个旋钮来开关由拓扑保护的手征磁振子边缘态携带的磁振子自旋电流。
2019-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological excitations in a Kagomé magnet
它在这里表明，一个Kagomé磁铁，海森堡和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用导致非平凡的拓扑和手征磁性。手征性--也就是左手或右手--在广泛的科学领域中是一个非常重要的概念，特别是在凝聚态物理中。反转对称性破缺将手征性与skyrmions联系起来，skyrmions是具有粒子状和拓扑性质的受保护场配置。在这里，所报道的数值模拟和理论考虑表明，磁激发的Kagomé磁铁可以都是规则的体磁振子字符，以及，具有非平凡的拓扑性质。我们还发现，在特殊情况下，skyrmions出现作为激发，具有稳定性，即使在室温下。此外，Kagomé磁体的手征磁子边缘态提供了一种有希望的方法来创建，控制和操纵Skyrmions。这在自旋电子学、磁振子学和Skyrmionics中具有应用潜力，即，用于信息存储或作为基于这些粒子的传输和控制的逻辑器件。这些粒子激发之间的碰撞被发现是弹性的skyrmion-skyrmion通道，虽然没有质量守恒的单个skyrmion。Skyrmion-antiskyrmion碰撞被发现是更复杂的，这些对象的湮灭和创建有一个明显的非本地的性质。
2014-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnon band structure of skyrmion crystals and stereographic projection approach
利用半经典方法结合极射赤平投影方法，研究了在均匀磁场和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用下，平面铁磁体中形成的Skyrmion晶体（SkX）的磁动力学. SkX的拓扑非平凡基态在球极投影下用在Skyrmion位置上具有简单极点的复值函数来描述。我们使用先前提出的anterior为这个基态函数的形式的总和的个人skyrmions。动力学是从经典作用量的第二变奏而来的。数值分析得到了紧束缚形式的磁振子能带结构，与已知结果一致。有两组带，一组具有平坦的色散，拓扑平凡且随磁场快速演化。另一组对磁场是鲁棒的，其特征在于显著的色散和在布里渊区中可能是符号反转的Berry曲率。发展的理论可以直接推广到其他类型的拓扑自旋结构的磁动力学分析。
2021-07-29 cond-mat.str-el
Collective spin excitations of helices and magnetic skyrmions: review and perspectives of magnonics in non-centrosymmetric magnets
承载关联电子的磁性材料在信息技术和信号处理中发挥着重要作用。目前使用的铁磁、铁磁和反铁磁材料提供主要共线的微观力矩（自旋）。最近，更复杂的自旋结构，如自旋螺旋线和摆线重新引起了人们的兴趣。非中心对称螺旋磁体中Skyrmion晶格相的发现引发了人们的兴趣。在这篇综述中，我们解决如何自旋螺旋和skyrmion晶格丰富的磁性材料的微波特性。在讨论微波电子学和磁振子学的前景时，我们特别关注绝缘材料，因为它们避免了涡流损耗，提供了低自旋波阻尼，并可能允许集体自旋激发的电场控制。因此，它们进一步推动了以低能耗运行的磁振子的愿景。
2017-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological spin Hall effects and tunable skyrmion Hall effects in uniaxial antiferromagnetic insulators
电流驱动反铁磁skyrmions物理学的最新进展已经观察到马格努斯力的缺失。我们概述了这种现象的对称性原因，并表明，这种取消将失败的情况下，自旋极化电流。配对微磁学模拟与半经典自旋波输运理论，我们表明，skyrmions产生自旋极化的横向磁振子电流，自旋极化的磁振子电流可以反过来产生反铁磁skyrmions的横向运动。我们研究铁磁和反铁磁的情况下的skyrmion霍尔角的频率依赖性的定性差异，并关闭提出一个简单的skyrmion为基础的磁振子设备的自旋通道解复用。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent Geometric Frustration of Artificial Magnetic Skyrmion Crystals
磁skyrmion已受到越来越多的关注，作为潜在的信息存储和磁逻辑器件，因为越来越多的材料已被确定，支持skyrmion相位。对人工受挫系统的探索为控制和设计受挫和无序系统中新出现的受挫现象带来了新的见解。在这里，我们提出了Skyrmion自旋冰，为研究非阻挫人工几何晶格中Skyrmion晶体的几何阻挫提供了一个统一的框架，这是由于磁势阱中Skyrmion的结构限制造成的。从几何挫折的skyrmion晶体中涌现的冰规则突出了这个skyrmion系统中的一个新现象：涌现的几何挫折。我们演示了Skyrmion晶体拓扑结构如何在非阻挫周期性配置和阻挫冰状有序之间可逆地实现转变。在外加电流诱导自旋转移矩的作用下，人工阻挫skyrmion系统可以退火成不同的冰相，包括遵循长程有序冰规则的基态、弛豫随机态、偏置态和自旋态.人工Skyrmion冰态的自旋力矩可重构性，在其他人工自旋冰系统中难以实现，与标准自旋电子器件制造技术兼容，这使得半导体工业集成变得简单。
2016-08-24 cond-mat.str-el
Topological Superconductivity Mediated by Skyrmionic Magnons
本文提出在斯格明子晶体与正常金属的界面处，通过交换耦合介导的有效电子-电子相互作用可在弱耦合条件下实现拓扑超导，并求解了临界温度附近及零温下的能隙方程。
2023-04-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic Domain Walls as Hosts of Spin Superfluids and Generators of Skyrmions
具有易磁化轴各向异性的磁体中的畴壁被证明是自旋超流的港湾，这与它的U（1）自旋旋转对称性的自发破缺有关。自旋超流体被证明具有几个拓扑性质，这是在传统的超流体。首先，相关的相位滑移产生和破坏skyrmion遵守总skyrmion电荷的守恒，这使我们能够使用域壁作为skyrmion的生成器和检测器。第二，畴壁沿其长度方向产生磁振子的出射磁通量，该磁通量与流过畴壁的自旋超电流成比例，从而提供了操纵磁振子的方法。第三，由于磁振子和畴壁之间的自旋转移，自旋超流可以被穿过它的磁振子流驱动，导致自旋超流的磁振子操纵。通过数值模拟证实了畴壁内超流自旋输运的理论。
2017-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Riemann meets Goldstone: magnon scattering off quantum Hall skyrmion crystals probes interplay of symmetry breaking and topology
本研究构建了夹在铁磁体间的斯格明子晶体散射模型，结合解析与数值方法发现磁振子输运兼具低能Goldstone模式峰与高能演生朗道能级带状特征，可作为量子霍尔斯格明子晶体相的直接探测信号，适用于石墨烯异质结等体系。
2023-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum skyrmion molecule: two quantum skyrmions bound by coherent magnon exchange
Universidade Federal do Espírito Santo（圣埃斯皮里图联邦大学）
该研究针对阻挫自旋-1/2磁体的J₁-J₂三角晶格模型，通过数值计算发现自然尺寸的两个量子斯格明子可形成由相干磁振子交换束缚的分子，可作为自组装两量子比特元件。
2026-10-14 cond-mat.other cond-mat.str-el
Electric-field control of collective spin excitations in Neel-type skyrmions
我们证明了电场可以通过电诱导Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用激活Neel型skyrmion晶格的三个低能本征模。特别是，我们预测的相对强度的顺时针旋转模式对逆时针旋转模式是显着增强的电激活相比，磁激活。我们还发现，电和磁激活模式服从唯一的选择规则。这些发现为未来基于skyrmion的磁振子提供了一条新的途径，可以实现对skyrmion激发的节能电操纵。
2019-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent electrodynamics of skyrmions in a chiral magnet
当一个电子在一个平滑变化的非共线磁结构中运动时，它的自旋取向不断地适应，从而感应出作用在磁结构和电子上的力，这些力可以用涌现电动力学的电场和磁场来描述。所谓的skyrmions的拓扑量化缠绕数，即，最近在手征磁体中发现的某些磁旋在理论上被预测为每个Skyrmion恰好感应出一个量子的出射磁通量。因此，一个运动的skyrmion预计将感应出一个符合法拉第感应定律的新兴电场，法拉第感应定律继承了这种拓扑量子化。在这里，我们报告的霍尔效应测量，建立定量预测的紧急电动力学。这使得我们能够获得在只有10^6 A/m^2的超低电流密度下Skyrmion与杂质脱钉的定量证据，以及它们随后的运动。非常小的电流密度和简单的传输测量相结合，提供了基本的见解之间的联系，涌现和真正的电动力学的skyrmions在手性磁体，并承诺是重要的应用程序在长期的。
2012-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin eigen-excitations of the magnetic skyrmion and problem of the effective mass
研究了铁磁Skyrmion上的磁振子模的性质。对于大Skyrmion半径$R_s$的情况，发现了三种可能的模式本征频率的渐近行为，即呼吸模式的$ω_0\sim R_s^{-2}$，负和正方位角量子数模式的$ω_{-|μ|}\sim R_s^{-1}$和$ω_{|μ|}\sim R_s^{-3}$.一些性质的磁振子本征函数的确定。这使我们能够证明，基于行波模型的skyrmion动力学描述的无质量的Thiele方程。
2017-11-28 cond-mat.str-el
Spin phases of the helimagnetic insulator Cu$_2$OSeO$_3$ probed by magnon heat conduction
我们报告的研究作为磁场和温度的函数在helmagnetic绝缘体Cu $_2$ OSeO $_3$，揭示了新的功能的自旋相变的磁振子热传导探测的热导率。最近在小角中子散射研究中发现的倾斜锥形螺旋和低温Skyrmion相，在磁振子热导率中被清晰地识别出。磁振子散射与域边界的存在下，在倾斜的锥形相和Skyrmion和锥形相共存的区域被确定。
2019-01-04 cond-mat.str-el
Magnon Landau levels and emergent supersymmetry in strained antiferromagnets
非均匀应变作用于格点系统，可以使在格点上运动的粒子产生人工规范场。在这里，我们将展示如何设计一种新的物质状态，即具有朗道能级激发谱的磁振子的反铁磁体。我们考虑蜂窝格点海森堡模型，并表明，三轴应变导致等间距的伪朗道水平在上端的磁振子谱，与退化的紧急超对称性的特点。我们还提出了一个特殊的应变协议，诱导完全量子化磁振子朗道能级在整个带宽。我们讨论实验实现和推广。
2019-09-05 cond-mat.str-el
Emergent SU(3) magnons and thermal Hall effect in the antiferromagnetic skyrmion lattice
通过 MnSc₂S₄ 最高 14 T 磁场下的热导率测量与自旋波理论，研究揭示反铁磁斯格明子相中磁振子受涌现 SU(3) 规范场修饰并产生显著热霍尔效应。
2023-04-17 cond-mat.str-el
Skyrmion solids in monolayer graphene
部分填充的朗道能级拥有竞争的秩序，电子固体在朗道能级填充时让位给分数量子霍尔液体之前，占主导地位，接近整数填充。在这里，我们报告的电子固体与非共线自旋纹理在单层石墨烯的观察，一致的skyrmions-拓扑自旋纹理的特点是量子化电荷的固化。在电输运中，随着温度的降低，电子固体通过体电导率中的快速金属-绝缘体转变来揭示自己，伴随着对所施加的偏置电压的强烈非线性依赖的出现。我们使用修改后的Corbino几何形状，允许铁磁磁振子发射和检测的固体探测自旋纹理。我们发现，磁振子运输是非常有效的，当一个朗道能级被填充（$ν=1$），量子霍尔铁磁自旋极化一致，然而，即使是最小的掺杂立即淬灭的磁振子信号，而离开消失的低温电荷电导率不变。我们的结果可以通过在$ν=1$附近形成带电Skyrmions固体来理解，其非共线自旋织构导致快速的磁振子衰变。分数填充附近的数据进一步显示了几个分数skyrmion晶体的证据，表明石墨烯拥有一个巨大的和高度可调的耦合自旋和电荷顺序的景观。
2019-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum topological phase transitions in skyrmion crystals
拓扑序在凝聚态物理的许多方面都很重要，并已被推广到玻色子系统。在这封信中，我们报告的非平凡拓扑结构的磁振子带在两个不同的量子skyrmion晶体出现在零外部磁场。这是揭示了非零陈数的一些频带。作为量子反常霍尔效应的玻色子模拟，我们证明了拓扑磁振子可以出现在skyrmion晶体中，而不显着打破时间反演对称性与外部磁场。通过调整零温度下易轴各向异性的值，我们发现八个量子拓扑相变信号的不连续跳跃在某些陈数。我们将这些量子拓扑相变与磁振子带之间的能隙闭合和重新打开联系起来。
2022-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Low energy magnon dynamics and magneto-optics of the skyrmionic Mott insulator Cu$_2$OSeO$_3$
在这项工作中，我们提出了一个全面的研究的低能量光磁响应的skyrmionic莫特绝缘体铜$_2$ OSeO $_3$通过高分辨率的时域太赫兹光谱。在零磁场中，一个新的磁激发没有预测的自旋波理论与频率$f$ = 2.03太赫兹的观察和显示，伴随的飞行时间中子散射实验，是一个区域折叠磁振子从$\mathrm{R}$到$\mathrmΓ$点的布里渊区。在弱磁场中进行的高灵敏度偏振实验，$μ_0$ H $<$ 200 mT，观察法拉第和克尔旋转，这是成比例的样品磁化，允许光学检测的skyrmion相位和建设的磁相图。从这些测量中，我们提取了$β$ = 0.35 $\pm$ 0.04的临界指数，与3D海森堡普适性类$β$ = 0.367的预期值非常一致。在大磁场，$μ_0$ H $>$ 5 T，我们观察到的亚铁磁场极化相的动力学作为场和温度的函数的磁活性均匀模式进行了研究。除了提取一个$g_\text{eff}$ = 2.08 $\pm$ 0.03，我们观察到的均匀模式通过非吉尔伯特阻尼机制衰减，并拥有一个有限的自发衰减率，$Γ_0$ $\approx$ 25 GHz，在零温度极限。我们的观察结果归因于Dzyaloshinkii-Moriya相互作用，该相互作用已被提出在Cu $_2$ OSeO $_3$中异常强，并且预计会影响这种手性磁体的低能磁响应。
2017-04-13 cond-mat.str-el
Magnons in Ferromagnetic Metallic Manganites
铁磁锰氧化物是一种半金属氧化物，具有特殊的研究意义，不仅因为它是经典双交换作用机制的实验场，而且还因为它是一个特殊的涌现现象的舞台。这些涌现的现象与电荷、自旋、轨道和晶格之间强相互作用的复杂性有关。本文着重介绍了利用非弹性中子散射研究这类FM金属材料的自旋动力学，主要是磁振子激发。特别是，我们讨论了不寻常的磁振子软化和阻尼附近的布里渊区边界在相对窄带化合物具有较强的Jahn-Teller晶格畸变和电荷/轨道相关。这些化合物中磁振子的反常行为表明了涉及自旋、晶格以及轨道自由度的合作激发的可能性。
2007-08-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chirality-driven Hall Transport Phenomena of Spins
本文综述了磁绝缘体中自旋霍尔输运的实验和理论研究，着重讨论了自旋手征的起源。本文发展了自旋模型中热霍尔输运线性响应理论的一般形式，它既适用于磁振子区，也适用于顺磁区和自旋液体区。根据霍尔输运的多带磁振子理论，综述了最近在二维可果美和三维烧绿石铁磁绝缘体中磁振子介导的热霍尔输运实验，并与在假定的量子自旋冰材料中发现的更神秘的热霍尔输运进行了比较。作为自旋手征驱动的磁振子输运在实空间中的实现，我们回顾了支配织构磁体中磁振子动力学的突现规范场的一般理论，并讨论了它在磁振子-Skyrmion散射问题中的应用。讨论了Skyrmion织构驱动的拓扑磁振子霍尔效应。
2016-05-11 cond-mat.str-el
Tunable Emergent Gauge Fields from Skyrmions in a Quasicrystalline Lattice
Department of Physics and Astronomy, The University of Tennessee（田纳西大学物理与天文学系）；Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos, CONICET, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata（拉普拉塔国立大学精确科学学院液体与生物系统物理研究所，阿根廷国家科学研究委员会）；Departamento de Ciencias Básicas, Facultad de Ingeniería, UNLP（拉普拉塔国立大学工程学院基础科学系）；Neutron Scattering Division and Shull-Wollan Center, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室中子散射处和舒尔-沃兰中心）；Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, CNEA（巴里洛切原子中心巴尔塞罗研究所，阿根廷核能委员会）；Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)（阿根廷国家科学研究委员会）；Instituto de Nanociencia y Nanotecnología CNEA-CONICET（CNEA-CONICET纳米科学与技术研究所）
研究二维准晶晶格中磁性斯格明子，利用含特定相互作用和外场的经典海森堡模型，通过斯格明子间排斥与准周期钉扎势竞争，实现对拓扑电荷和规范场的控制，可场控调节霍尔电导率，为准晶磁体用于磁存储等提供可能。
2026-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Holes Localized on a Skyrmion in a Doped Antiferromagnet on the Honeycomb Lattice: Symmetry Analysis
利用蜂窝晶格上空穴掺杂反铁磁体的低能有效场论，研究了空穴在Skyrmions上的局域化，作为库珀对形成的一种可能机制.与正方形晶格的情况相反，对于蜂窝晶格上Skyrmion的标准径向轮廓，只有位于两个孔袋之一中的孔可以被定位。这在性质上不同于由磁振子交换约束的空穴对，磁振子交换在位于不同动量空间口袋中的空穴之间最有吸引力。在蜂窝晶格上，磁振子交换明确导致$f$波配对，这也是实验观察到的。利用Skyrmion的集体模量子化，我们确定了局域空穴对的量子数。同样，$f$波对称是可能的，但不能排除其他竞争配对对称。
2014-10-01 cond-mat.str-el hep-ph
Emergent Self-propulsion of Skyrmionic Matter in Synthetic Antiferromagnets
本文从理论上证明合成反铁磁双层中的束缚斯格明子对可作为自推进拓扑对象，速度远超已知自推进粒子，其机制为斯格明子相对运动产生非互易回转力，且热噪声会诱导其行为模仿生物运动体。
2025-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.str-el
Emergent phases in the Yao-Lee model via coupling to topological spin textures
本文研究Yao-Lee模型中马约拉纳费米子与拓扑自旋纹理的耦合，发现斯格明子晶体可诱导多种vison晶体及陈数高达5的拓扑相，并揭示螺旋自旋纹理主要产生无能隙通量晶体，阐明了量子自旋液体中拓扑自旋纹理与分数化准粒子相互作用的丰富物理。
2025-04-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Edge instabilities and skyrmion creation in magnetic layers
我们研究了解析和数值的边缘与Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）相互作用的二维铁磁体，考虑手征磁体和界面诱导DM相互作用的磁体。我们表明，在场极化的铁磁相磁振子状态存在的边缘，我们计算它们的光谱内的连续场论。当降低外部磁场时，这些束缚的磁振子以有限的动量凝聚，边缘变得局部不稳定。微磁模拟表明，这种边缘不稳定性触发创建一个螺旋相穿透内的散装场极化状态。磁场的随后增加允许以受控的方式在靠近边缘处产生skyrmions。
2017-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermodynamics of free and bound magnons in graphene
对称性破缺的电子相支持中性集体激发。例如，量子霍尔机制中的单层石墨烯在填充因子$ν=1$下具有几乎理想的铁磁相，其自发地破坏自旋旋转对称性。这种铁磁体已经被证明支持自旋波激发，称为磁振子，可以产生和检测电。虽然长距离的磁振子传播已经通过传输测量得到了证明，但这种磁振子种群的重要热力学性质-包括磁振子化学势和密度-迄今为止已经证明是实验无法达到的。在这里，我们提出了本地测量的电子压缩性的影响下的磁振子，这揭示了减少的$ν=1$间隙高达20%。结合这些测量与估计的温度，我们的分析表明，注入的磁振子绑定到电子和空穴形成skyrmion，它可以提取的自由磁振子密度，磁振子化学势，和平均skyrmion自旋。我们的方法提供了一种新的手段，探测电荷中性激发的热力学性质，适用于其他电子相的破缺。
2021-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent Orbital Skyrmion Lattice in a Triangular Atom Array
多轨道光晶格在过去几年中吸引了迅速增长的研究兴趣，为基于轨道的量子模拟提供了诱人的机会。在这里，我们考虑玻色子原子加载在二维三角形光晶格的简并$p$轨道带。该系统用多轨道玻色-哈伯德模型描述。我们发现，在这个系统中的受限原子发展自发轨道极化，这形成了一个手征Skyrmion晶格图案在一个大的制度的相图。这与它的自旋类似物相反，后者在很大程度上需要自旋轨道耦合。Skyrmion晶格的出现在玻色动力学平均场论（BDMFT）和精确对角化（ED）计算中得到了证实。在强相互作用极限下，通过分析量子隧穿诱导的轨道交换相互作用，发现Skyrmion晶格态的产生是由于$p$ -轨道对称性和三角晶格的几何挫挫的相互作用.我们提供的轨道Skyrmion状态的实验结果，可以很容易地在冷原子实验中进行测试。我们的研究意味着基于轨道的量子模拟可能会带来他们的自旋模拟所意想不到的奇异场景。
2022-12-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Topological Hall Effect and Emergent Skyrmion Crystal in Manganite-Iridate Oxide Interfaces
标量自旋手征预计将在低温下诱导霍尔响应的有限贡献。我们研究了这种自旋手性驱动的霍尔效应，称为拓扑霍尔效应，在锰氧化物侧的La $_{1-x}$ Sr $_{x}$ MnO $_{3}$和SrIrO $_3$之间的界面。在锰氧化物层的铁磁双交换跳跃，结合Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）的相互作用，这是由于破坏的反转对称性和强自旋轨道耦合从铱酸盐层的界面处产生的，可以产生一个skyrmion晶体（SkX）相的存在下的外部磁场。使用Monte Carlo技术和锰氧化物的双轨道自旋费米子模型，辅以面内DM相互作用，我们得到的相图，揭示在低温下一个明确的SkX相，也是一个低场自旋螺旋相。随着温度的升高，发现了Skyrmion-气相，即冷却后SkX相的前体。拓扑霍尔效应主要出现在SkX相中，如之前在氧化物异质结构中观察到的。我们的结论是，锰铱酸盐超晶格提供了另一个有用的平台，探索了大量的非常规的磁性和输运性质。
2019-05-28 cond-mat.str-el
Current-linear emergent induction of pinned skyrmion textures in an oxide bilayer
本文在SrRuO3/SrIrO3氧化物双层中首次观测到由钉扎磁性斯格明子电流驱动动力学产生的电流线性纵向和横向涌现电磁感应，其中横向EEMI为首次报道，斯格明子运动与电流夹角为80度。
2025-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Creating and Driving a Twist Soliton on a Magnetic Skyrmion Tube
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所新兴物质科学中心）；Hiroshima University（广岛大学）
研究通过热淬火在磁性斯格明子管中产生扭转孤子，并利用集体坐标解析和数值模拟揭示其电流驱动非线性运动及手性依赖的增强速度，为三维自旋电子学器件提供新思路。
2026-06-19 cond-mat.str-el
Magnon scattering and transduction in Coulomb-coupled quantum Hall ferromagnets
Rice University（莱斯大学）；Bucknell University（巴克内尔大学）
本文研究了量子反铁磁体中Coulomb相互作用导致的磁极散射与Skyrmions介导的层间磁极转换现象，揭示了长距离磁极学的潜力。
2026-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Discretized Topological Hall Effect Emerging from Skyrmions in Constricted Geometry
我们通过测量拓扑霍尔效应研究了纳米结构FeGe霍尔条器件中skyrmion的形成过程，这种效应将自旋织构的缠绕数提取为一个出射的磁场.在改变外加磁场的过程中观察到拓扑霍尔电阻率的阶梯状分布，这是由于磁性纳米结构的瞬时变化，如skyrmions的创建，湮灭和抖动运动。拓扑霍尔电阻率的离散变化证明了每个skyrmion中固有的涌现磁通量的量子化性质，这在宏观尺度上的许多skyrmion系统中是不可区分的。
2015-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Multiple skyrmion crystal phases by itinerant frustration in centrosymmetric tetragonal magnets
一个skyrmion晶体（SkX）表示为螺旋调制的倍数，不仅表现在其独特的磁织构，而且在非平凡的输运性质起源于一个新兴的磁场。在这里，我们报告我们的数值计算结果，多个SkX在中心对称的四角晶系。通过对巡游磁体的有效自旋模型进行模拟退火，我们发现三种Skyrmion数分别为1和2的Skyrmion数为1和2的Skyrmion数为2的SkX，其特征在于不同的螺旋叠加，这些SkX稳定在基态，并在外部磁场的作用下发生了转变.涌现的多个SkX的本质在于巡回挫折，其中由于巡回电子的性质，交换相互作用在动量空间中竞争。
2022-01-07 cond-mat.str-el
Dynamics of Dirac strings and monopole-like excitations in chiral magnets under a current drive
金属手征磁体中的Skyrmion线携带传导电子所经历的出射磁场。这个场在一个封闭表面上的流入和流出不一定相等，因此它允许出现单极子。一个例子是晶体内部的一段斯基尔米恩线，其中一个双极和反双极通过出射磁通量线连接。这是狄拉克弦状激发的实现。本文研究了手征磁体中单极子在电流作用下的动力学行为。我们表明，在创建的skyrmion线的过程中，skyrmion线段首先创建通过单极子和反单极子的扩散。然后这些线段通过单极子的湮灭连接并跨越整个系统。在高电流下，单极子和反单极子的扩散破坏了skyrmion线，导致手性液相。我们还建议通过向晶体施加非均匀电流来以受控的方式创建单极子。值得注意的是，在磁场方向上的电场分量成比例的电流平方在低电流区域中的诱导的运动的扭曲skyrmion线，除了霍尔和纵向电压。单极子的存在可以从传输或成像测量中推断。
2016-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el nlin.PS
Ferrochiral, antiferrochiral, and ferrichiral skyrmion crystals in an itinerant honeycomb magnet
拓扑自旋纹理，如Skyrmion晶体，是由于磁性和拓扑之间的相互作用而引起的不寻常物理现象的来源。由于物理现象依赖于自旋结构的拓扑性质和对称性，寻找新的自旋拓扑结构和涌现现象是凝聚态物理的挑战之一。在这封信中，我们从理论上探讨了新的拓扑自旋纹理所产生的自旋，电荷和亚晶格自由度之间的协同作用在巡回磁铁。通过模拟退火的蜂窝Kondo晶格模型的有效自旋模型，我们发现了大量的skyrmion晶体在低温下的不稳定性，其拓扑自旋纹理分为三种类型：铁手性，反铁手性，和ferrichiral skyrmion晶体。我们表明，所获得的skyrmion晶体的自旋轨道耦合自由蜂窝结构的后果。我们的研究结果揭示了潜在的巡回蜂窝磁铁举办各种各样的SkX和紧急现象。
2022-08-10 cond-mat.str-el
Emergent skyrmion-based chiral order in zero-field Heisenberg antiferromagnets on the breathing kagome lattice
我们表明，经典海森堡反铁磁体呼吸kagome晶格可以是一个平台，实现零场拓扑秩序的标量自旋手征，可以被看作是一个微型skyrmion晶体（SkX）的离散形式与少量的自旋在其磁性单元格。在该模型中，沿键方向的第三近邻（NN）反铁磁相互作用$J_3$和呼吸键交替的NN相互作用的比例为大三角形的小，$J_1'/J_1$，是必不可少的。通过蒙特卡罗模拟发现，在$J_1'/J_1 \neq 1$的呼吸情况下，零场下相对较强的$J_3$出现的公度三重${\bf Q}$态是与SkX结构不共面的态，而在$J_1'/J_1 =1$的均匀情况下，它是受热涨落影响的共线态.本文还讨论了这一手性序的起源和实验意义。
2022-03-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Electric field-induced Skyrmion distortion and giant lattice rotation in the magnetoelectric insulator Cu2OSeO3
在Cu2OSeO3中，独特的Skyrmions是拓扑保护的磁自旋涡旋状物体，显示出磁电耦合，并且可以通过外部施加的电场（E）来操纵。在这里，我们探讨了电场耦合到磁电Skyrmion晶格相，并研究了使用中子散射的响应。巨大的电场引起的Skyrmion晶格的旋转，实现了跨越$\sim$ 25 $^{\circ}$的范围。支持计算表明，电场诱导的Skyrmion扭曲背后的晶格旋转。总的来说，我们提出了一种新的方法Skyrmion控制，使不使用由于电子或磁振子电流的自旋转移力矩。
2014-09-05 cond-mat.str-el
Topological orbital Hall effect caused by skyrmions and antiferromagnetic skyrmions
研究证明磁性及反铁磁斯格明子等拓扑织构可诱导拓扑轨道霍尔效应，反铁磁体系中该效应无电荷输运且电导率远高于拓扑自旋霍尔效应。
2025-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unconventional Topological Hall Effect in Skyrmion Crystals Caused by the Topology of the Lattice
Skyrmion晶体（SkX）的标志是拓扑霍尔效应（THE）。在这篇文章中，我们预测并解释了SkX的拓扑霍尔电导率的非常规行为。简单地说，Skyrmions的自旋结构导致了一个不均匀的新兴磁场，其相关的洛伦兹力作用在电子上。通过使出射光场均匀化，THE被映射到量子霍尔效应（QHE）上。因此，SkX的每个电子带被分配到朗道能级。THE和QHE的这种对应关系可以解释SkX中电子THE的非常规行为。例如，三角形晶格上的skyrmion晶体表现出量子化的拓扑霍尔电导率，其中步骤$2 \cdot e^2/h$低于van Hove奇点，步骤$1 \cdot e^2/h$高于van Hove奇点。在此之上，电导率在van Hove奇点处显示出显著的符号变化。这些非常规的特征与结构晶格的拓扑结构有着深刻的联系。
2017-02-22 cond-mat.str-el
Quantum Damping of Skyrmion Crystal Eigenmodes due to Spontaneous Quasiparticle Decay
Skyrmion晶体的元激发同时经历了由拓扑非平凡非共线织构引起的突现磁场和非谐相互作用。由此产生的平带引起强烈的自发准粒子衰变，穿着skyrmion晶体的本征模有限的零温度量子寿命。通过改变磁场来扫描谱中的平带，导致外部可控的能量选择性磁振子击穿。特别是，我们发现，三个基本模式，即，逆时针、呼吸和顺时针模式表现出不同的衰减行为，顺时针（逆时针）模式是这三种模式中最不（最）稳定的模式。
2020-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamics and energetics of emergent magnetic monopoles in chiral magnets
手性磁体中拓扑量子化的磁旋（即所谓的skyrmions）的形成和破坏是由奇异的刺猬缺陷的产生和运动驱动的。这些可以被识别为涌现的磁单极子和反单极子。我们研究了磁单极子和反磁单极子之间的能量学和力如何影响它们的产生速率和动力学。我们研究了一个单一的skyrmion线缺陷的螺旋相位使用微磁模拟和金兹伯格-朗道分析。在热激活过程中产生的单极-锑堡对，主要由电子的（核心）能量控制。单极子和反单极子之间的力在距离上是线性的，并由弦张力描述。弦张力的符号和大小决定了相位的稳定性和单极子的速度。
2014-02-07 cond-mat.str-el
Emergent Wigner magnon crystals in a fully frustrated Heisenberg four-leg tube
P. J. Šafárik University（帕夫卢·约瑟夫·沙法里克大学）
本研究通过精确对角化和重整化群等方法，揭示了完全阻挫海森堡四腿管中维格纳磁振子晶体的涌现及其不连续量子相变，并探索了其作为量子斯特林热机工作介质的性能。
2026-09-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Particle model for skyrmions in metallic chiral magnets: dynamics, pinning and creep
最近在某些没有空间反转对称性的手性磁性材料中发现了称为skyrmions的自旋织构，并且由于其在自旋电子学中的应用前景而引起了极大的关注，因为仅需要低的外加电流来驱动它们的运动。当一个传导电子在Skyrmion周围运动时，它的自旋被自旋织构完全极化，并获得一个量子化的相位;因此，Skyrmion产生一个涌现的电动力学，反过来又决定了Skyrmion的运动，并产生一个有限的霍尔角。虽然Skyrmions表现为粒子，但迄今为止还没有粒子级的动力学描述。这样的模型将对从理论分析和计算建模上理解skyrmion动力学产生巨大的影响。本文从微观连续介质模型出发，导出了体系的运动方程，得到了skyrmions之间的短程相互作用以及skyrmions与缺陷之间的相互作用。由于潜在的新兴电磁场，Skyrmions还经历垂直于其速度的马格努斯力。我们验证了运动方程通过研究使用粒子和连续介质模型的脱钉过渡。通过使用粒子描述，我们解释了最近的实验观察到的旋转的skyrmion晶格中存在的温度梯度。我们还预测了skyrmions在钉扎势中的量子和热蠕变运动。
2013-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
