Stability of Skyrmion Crystal Phase in Centrosymmetric Distorted Triangular-Lattice Antiferromagnets
数值研究了中心对称正交晶格系统中磁性Skyrmion晶体的稳定性。通过对单轴扭曲三角晶格上动量分辨相互作用的有效自旋模型进行模拟退火，发现当主相互作用通道由动量空间的双$Q$结构组成时，Skyrmion晶体是鲁棒实现的.此外，我们表明，一个反型skyrmion晶体与相反的skyrmion数是通过调整的键依赖的各向异性交换相互作用，起源于相对论自旋轨道耦合的符号。
2022-07-12 cond-mat.str-el
Spontaneous skyrmionic lattice from anisotropic symmetric exchange in a Ni-halide monolayer
拓扑自旋结构，如磁skyrmions，拥有巨大的承诺，数据存储应用，由于其固有的稳定性。在大多数情况下，skyrmion稳定的磁场在非中心对称系统显示手性Dzyaloshinskiiii-Moriya交换相互作用，而自发skyrmion晶格已被报道在中心对称巡回磁铁与长程相互作用。在这里，一个自发的反biskyrmion晶格具有独特的拓扑结构和手性的半导体和中心对称的金属卤化物，NiI $_2$的单层预测。我们的第一性原理和蒙特卡罗模拟表明，短程对称交换的各向异性，结合磁阻挫，可以导致一个新兴的手征相互作用，是负责预测的拓扑自旋结构。所提出的机制在二维磁体中找到了原型表现，从而拓宽了可以容纳自发skyrmionic状态的材料类别。
2020-05-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Degeneracy Lifting of Néel, Bloch, and Anti-Skyrmion Crystals in Centrosymmetric Tetragonal Systems
Skyrmion晶体在涡度和螺旋度方面具有内部自由度，这产生了迷人的Skyrmion相位类型（Néel，Bloch和anti-skyrmion）。我们展示了如何简并提升在tetravskyrmion晶体发生在中心对称巡回磁铁通过费米表面不稳定性的微观相互作用。我们证明了四种类型的skyrmion晶体可以实现根据各向异性Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用的迹象，这是敏感的能带结构，电子填充，原子轨道，和亚晶格位置。我们的研究结果可能提供一种通过电子掺杂和外压来控制Skyrmion晶体类型的可能性，而不是依赖于非中心对称的晶格结构。
2020-09-15 cond-mat.str-el
Atomically Modulating Competing Exchange Interactions in Centrosymmetric Skyrmion Hosts GdRu2X2 (X = Si, Ge)
本研究探讨了GdRu2X2 (X=Si, Ge)中X-p轨道对磁性交换相互作用的影响，发现Ge-4p轨道增强了竞争性交换相互作用，使GdRu2Ge2在更易达条件下表现出丰富的斯格明子行为，为原子级调控拓扑电子态提供了新途径。
2025-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Forming individual magnetic biskyrmions by merging two skyrmions in a centrosymmetric nanodisk
当两个磁skyrmion-类磁，拓扑保护准粒子-形成一个绑定对，一个biskyrmion态的拓扑电荷$N_\mathrm{Sk}=\pm 2$构成。近年来，特别是两个部分重叠的Skyrmion的情况引起了人们极大的研究兴趣。由于其形成的各个skyrmion需要在相反的平面内磁化，这样的biskyrmion不能通过Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya-interaction，Dzyaloshinski-Moriya-interaction）来稳定，这是一种通常在非中心对称材料和界面处稳定skyrmion的相互作用。在这里，我们表明，这些biskyrmions可以稳定的偶极-偶极相互作用的中心对称材料中，其中的电子是禁止的。分析的考虑表明，一个biskyrmion的结合态是积极的两个单独的skyrmion。结果，当在微磁模拟中从两个skyrmion开始时，弛豫后形成biskyrmion。我们提出了一个方案，允许控制这种biskyrmion形成在nanodisks和分析的各个步骤。
2019-07-02 cond-mat.str-el
Square skyrmion crystal in centrosymmetric itinerant magnets
基于最近在GdRu $_2$ Si $_2$ [N. D. Khanh $\mathit{et}$ $\mathit{al.}$，Nat. Nanotech。$\mathbf{15}$，444（2020）]。通过模拟退火的一个有效的自旋模型从Kondo晶格模型在一个正方形晶格上，我们发现，一个正方形skyrmion晶体的两个自旋螺旋的叠加组成的稳定在磁场之间的协同作用的积极的双二次，键相关的各向异性和易轴各向异性。这与三角形skyrmion晶体形成鲜明对比，三角形skyrmion晶体仅由三种中的一种稳定，这表明正方形skyrmion晶体是具有磁各向异性的巡回磁体的特征。我们还表明，各种非共线和非共面自旋纹理出现依赖于模型参数以及所施加的磁场。本系统的研究将是有用的，不仅为确定的关键成分GdRu $_2$ Si $_2$，但也为探索进一步skyrmion托管材料的中心对称巡回磁铁。
2020-10-27 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
Anomalous Magnetoresistance in Centrosymmetric Skyrmion-Lattice Magnet Gd2PdSi3
我们进行了系统的研究的温度和磁场的磁化强度和电阻率的Gd2PdSi 3，这是一个中心对称的skyrmion晶体的依赖性。虽然磁化行为是一致的报告的相图的基础上的磁化率，我们表明，相图也可以构建的基础上的异常磁阻与一一对应的所有功能。此外，还确定了进入场致铁磁态的交叉边界。我们的研究结果表明，铁磁自旋涨落以上的内尔温度起着关键作用，在高灵敏度的电阻率异常磁场，指向丰富的相互作用，在零和有限波矢量下的skyrmion晶格在这个挫折巡回磁铁不同的磁关联。
2020-04-20 cond-mat.str-el
Chiral Skyrmionic matter in non-centrosymmetric magnets
二十多年前，人们就预测了具有固定旋转方向和纳米尺寸的轴对称磁弦（手征磁涡旋或Skyrmions）存在于一大群非中心对称晶体中。最近，在立方螺旋磁晶（Fe，Co）Si薄层中直接观察到了这些异常的磁态。在这份报告中，我们应用我们以前的理论研究结果，审查的主要性质的手性Skyrmions，阐明其物理性质，并分析这些最近的实验结果的磁场驱动的演化的Skyrmions和螺旋体的手性helimagnets。
2010-09-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Triple helix vs. skyrmion lattice in two-dimensional non-centrosymmetric magnets
通常假设，在外部磁场中的二维非中心对称磁体中出现的skyrmion晶格可以表示为三个磁螺旋的总和。为了检验这一假设，我们比较了两种方法来描述定期skyrmion结构。我们构造（i）一个格的Belavin-Polyakov-like skyrmions的赤平投影方法内，和（ii）一个变形的三重螺旋定义的使用椭圆函数。对能量密度和磁场分布的估计表明，这两个ansatzes是几乎相同的中间磁场在零温度。然而，在较高的磁场下，在向拓扑平凡的均匀相转变的附近，球极投影方法是优选的，特别是对于无序的skyrmion液相的描述。我们建议探索次级布拉格峰的强度，以获得有关单个Skyrmion磁性轮廓的额外信息。我们估计这些强度是在高磁场的主布拉格峰的几个分量。
2021-02-05 cond-mat.str-el
Three-sublattice antiferro-type and ferri-type skyrmion crystals in centrosymmetric magnets
本研究通过数值模拟三子晶格自旋模型，发现多子晶格自由度可稳定多种新型斯格明子晶体相，包括铁型、亚铁型和反铁型，为探索奇异磁结构提供了新途径。
2023-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Skyrmion crystal and spiral phases in centrosymmetric bilayer magnets with staggered Dzyaloshinskii-Moriya interaction
从理论上研究了双层中心对称磁体中Skyrmion晶体的稳定机制。我们发现，层依赖交错Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，从本地反转对称性和层间交换相互作用的情况下产生的相互作用，产生了过多的多个-$Q$状态，包括skyrmion晶体与量子化的拓扑数。通过对双层三角晶格模型在外加磁场作用下的模拟退火，我们证明了由于交错的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，skyrmion在每一层中形成了具有不同螺旋度的三角形晶体.虽然skyrmion核心在每一层中的相对位置是不同的，这取决于层间交换相互作用的符号，skyrmion晶体相下的铁磁和反铁磁层间相互作用下出现鲁棒性。我们还发现了另外两个三重$Q$态具有统一的标量手征，但没有一个量化的拓扑数在低场和高场区域。特别地，低场三重态$Q$表现出与Skyrmion晶体相反的标量手征符号，这在单层系统中是没有的。我们的研究结果表明，在晶格结构的局部反转对称性的缺乏是另一个关键因素，诱导拓扑自旋织构的中心对称磁体。
2021-12-14 cond-mat.str-el
Confinement of skyrmion states in non-centrosymmetric magnets near ordering temperatures
我认为skyrmionic国家在非中心对称磁体附近的有序温度。我表明，手征skyrmions之间的相互作用，在很宽的温度范围内被排斥，在高温下变成吸引力。这导致了一个显着的限制效应：在有序温度附近，skyrmions仅以束缚态存在。作为可识别单元的受限skyrmions可以排列在不同的中间相中。多个skyrmions的禁闭是序参量的幅度和角度部分之间耦合的结果。因此，在有序跃迁附近，我认为局部磁化不仅是多重扭曲的，而且是纵向调制的。从数值研究的2D模型的各向同性手征铁磁体，一个交错的半skyrmion正方形晶格在零和低场和六角skyrmion晶格在较大的领域被发现在重叠区域的相图附近的转变温度。作为稳定单元的skyrmions的创建及其冷凝成不同的扩展纹理同时发生，通过一个罕见的情况下，不稳定型成核transition1。此外，我引入了一个新的基本参数，限制温度分离的特殊区域与“限制”手性调制的主要部分的相图与定期螺旋和skyrmion状态。
2014-05-13 cond-mat.str-el
Widely-sweeping magnetic field-temperature phase diagrams for skyrmion-hosting centrosymmetric tetragonal magnets
本研究针对巡游中心对称四方磁体中斯格明子晶体的稳定机制问题，采用高效最速下降法构建有效自旋模型的磁场-温度相图，发现高谐波波矢与双二次相互作用可稳定方形斯格明子晶体，还发现其他多Q态并验证了与材料GdRu₂Si₂的对应性，为中心对称磁体中多Q态的调控提供了理论依据。
2022-09-05 cond-mat.str-el
Skyrmion crystals in centrosymmetric triangular magnets under hexagonal and trigonal single-ion anisotropy
我们从理论上报告了在六方和三方单离子各向异性下，中心对称磁体中Skyrmion晶体的不稳定性。通过模拟退火，得到了一个最小自旋模型与晶体相关的单离子各向异性的三角形晶格上。通过系统地改变外加磁场和单离子各向异性的幅值，在六种不同的单离子各向异性存在下构建磁相图，我们发现六方和三角单离子各向异性成为依赖于磁场方向的skyrmion晶体的源。结果表明，Skyrmion晶体在面外磁场作用下由单轴型或三角型单离子各向异性稳定，而在面内磁场作用下由六边形型面内单离子各向异性稳定.我们还发现了各种多- $Q$自旋态依赖于类型的单离子各向异性。
2022-02-25 cond-mat.str-el
Temperature-driven transition from skyrmion to bubble crystals in centrosymmetric itinerant magnets
巡游电子和巡游磁体中的定域自旋之间的相互作用产生了各种非共面的多$Q$自旋织构，如skyrmion、hedgehog、meron和vortex。我们阐明了在中心对称巡游电子系统中，在有限温度下出现的另一种由共线正弦波组成的多$Q$态，即磁泡晶体。通过大规模数值模拟，得到了三角晶格上具有易轴单离子各向异性的经典Kondo晶格模型的结果。我们发现，通过改变温度，skyrmion晶体和气泡晶体之间发生有限温度拓扑相变。我们通过分析一个有效的自旋模型，其中多自旋相互作用和磁各向异性之间的协同作用起着重要的作用，获得诱导有限温度转变的最小关键成分。
2021-11-05 cond-mat.str-el
Quantum oscillations in a centrosymmetric skyrmion-hosting magnet GdRu2Si2
本研究通过测量中心对称斯格明子宿主GdRu2Si2的磁转矩和电阻率，观察到量子振荡，揭示了双Q相中的费米面重构，并据此讨论了该系统的磁性相互作用。
2023-04-10 cond-mat.str-el
Anisotropic skyrmion crystal on a centrosymmetric square lattice under an in-plane magnetic field
本文通过方格自旋模型的模拟退火，揭示易面各向异性、正双二次及高谐波波矢相互作用可在面内磁场中稳定含涡旋-反涡旋对的斯格明子晶体。
2023-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Antibonding and Electronic Instabilities in GdRu2X2 (X = Si, Ge, Sn): A New Pathway Toward Developing Centrosymmetric Skyrmion Materials
该研究以GdRu2X2为模型，揭示化学键、费米面嵌套与交换竞争如何调控电子不稳定性及斯格明子形成条件。
2025-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coexistence of Merons with Skyrmions in the Centrosymmetric van der Waals Ferromagnet Fe5GeTe2
Fe $_{5-x}$ GeTe $_2$是一种中心对称的层状范德华（vdW）铁磁体，其居里温度$T_c$（270-330 K）在自旋电子学应用的有用范围内。然而，人们对它的拓扑自旋纹理之间的相互作用知之甚少（例如，merons、skyrmions），其具有技术上相关的输运性质，例如拓扑霍尔效应（THE）或拓扑热输运。在这里，我们通过高分辨率的洛伦兹透射电子显微镜，meron和反meron对共存与Néel skyrmions在Fe $_{5-x}$ GeTe $_2$在很宽的温度范围内，并探测其对热和电输运的影响。我们检测到的THE，即使在房间$T$，感测merons在较高的$T$ s，以及它们与skyrmions共存的$T$降低，表明按需热驱动形成的任何类型的自旋纹理。值得注意的是，我们还观察到一个非常规的THE在没有洛伦兹力和属性之间的相互作用载流子和磁场诱导的手征自旋织构。我们的研究结果暴露Fe $_{5-x}$ GeTe $_2$作为一个有前途的候选人的skyrmionics/meronics由于不同的，但共存的拓扑磁纹理和非常规的电荷/热载流子的运输之间的相互作用的应用程序的发展。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
Chiral skyrmion states in non-centrosymmetric magnets
非中心对称磁性晶体中存在手性Skyrmion态，这是由于不对称交换Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用破坏了均匀的磁性状态，通常导致扭曲的无公度磁性自旋结构。最近，在具有非中心对称立方B20晶体结构的手征螺旋磁体的磁性层中观察到了Skyrmion晶格和自由Skyrmion。这些态的稳定性和它们的变换性质令人印象深刻地说明了理论预测的这些手性二维局域自旋态的孤子性质。本文主要研究了六角Skyrmion晶格中立方螺旋磁网的数值严格解。它证明和扩展以前的近似解决方案，使用圆细胞近似（CCA）的计算的自由能的Skyrmion晶格。本文的理论结果提供了一个全面的描述skyrmion晶格演化中施加的磁场和/或在存在单轴，立方和交换各向异性。本文将磁化强度固定模量M=常数的低温唯象理论应用于手征磁体的磁态。
2014-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Destabilization of Skyrmions in Centrosymmetric Frustrated Magnets
Saha Institute of Nuclear Physics（萨哈核物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
用神经网络量子态方法研究自旋量子数s对正方晶格上J1-J2-J3中心对称量子海森堡模型中斯格明子稳定性的作用，揭示量子纵向涨落致其失稳及相关规律。
2026-07-07 cond-mat.str-el
Meron, skyrmion, and vortex crystals in centrosymmetric tetragonal magnets
最近的实验证实了手征磁体Co $_8$ Zn $_9$ Mn $_3$中的介子和skyrmion拓扑自旋织构之间的转换[S.- Z. Lin等人，Phys. Rev. B 91，224407（2015）; X. Z. Yu等人，Nature 564，95（2018）]证实了2009年发现的skyrmion晶体[S. Mühlbauer等人，Science 323，915（2009）]只是冰山一角。拓扑结构的晶体，包括skyrmions，merons，vortices和monopole，可以通过组合简单的物理成分来稳定，如晶格对称性，挫折和自旋各向异性。目前的挑战是找到这些成分的组合，产生特定的拓扑自旋纹理。在这里，我们报告了一个简单的机制，稳定的meron，skyrmion，和涡旋晶体中心对称的tetraquartz磁铁。特别地，即使在没有磁场的情况下也可以形成meron/skyrmion晶体。磁场的应用导致了丰富多样的拓扑自旋织构，这些织构在理论的长波长极限下仍然存在。当传导电子耦合到自旋时，这些拓扑自旋纹理扭曲电子波函数，以诱导陈绝缘体和Weyl半金属特定的带填充分数。
2021-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Skyrmion Phase Control by Magnetic Dipole-Dipole Interaction and Electric Field in Centrosymmetric Materials
University of Wyoming（怀俄明大学）
研究在三角晶格中心对称斯格明子体系中，通过磁偶极 - 偶极相互作用、外部电场和磁场来控制斯格明子的螺旋度和空间构型。发现偶极 - 偶极相互作用倾向布洛赫螺旋度，电场可连续调节螺旋度，为控制斯格明子量子比特二能级系统提供手段。
2026-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.str-el
Polarized neutron scattering study on the centrosymmetric skyrmion host material Gd2PdSi3
本文用中子极化散射方法研究了质心Skyrmion材料Gd_2PdSi_3的磁结构。在以前的研究中，磁结构在Gd_2PdSi_3在低温下研究了共振X射线散射测量[T. Kurumaji等人Science 365，914（2019）]。极化中子结果证实了零场磁结构具有椭圆螺旋型磁调制，传播矢量为（q，0，0），q ~ 0.14及其等价。随着温度的升高，系统经历磁相变，同时保持无公度q矢量（q，0，0）。我们发现，热致相位具有正弦磁调制的磁矩垂直于c轴和q矢量。我们还调查了自旋螺旋度的自由度在基态极化中子，揭示了该系统包含的左手和右手的螺旋型订单的中心对称的晶体结构所预期的相等的分数。
2022-08-17 cond-mat.str-el
Helicity locking of square skyrmion crystal in a centrosymmetric lattice system without vertical mirror symmetry
我们从理论上研究了中心对称四角晶格结构中的正方形Skyrmion晶体（SkX）的稳定性，重点是由于缺乏垂直镜像对称性而产生的磁各向异性的作用。我们的分析是基于一个有效的双线性和双二次模型的动量空间，这是一个典型的模型巡回磁铁在弱耦合制度。通过对二维正方形晶格模型进行模拟退火，我们发现，当垂直镜像对称性被破坏时，相互作用中的非对角自旋分量变为非零，在外部磁场中产生具有一定螺旋度的正方形SkX.我们发现，螺旋度的中心对称SkXs是由非对角和对角各向异性相互作用之间的竞争，后者出现在离散的四重旋转晶格结构。此外，我们讨论了螺旋度依赖的物理现象，通过引入奇宇称多极，其中电（磁）和电（磁）环形多极的反对称自旋极化和Edelstein效应（磁电效应）的来源。我们还讨论了不同螺旋度的SkX在磁场旋转中的稳定性。我们的研究结果提供了一种在中心对称磁体中通过对称各向异性相互作用来设计螺旋锁定SkX的方法，这与在非中心对称磁体中通过反对称Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用来设计不同。
2022-03-16 cond-mat.str-el
Long-range magnetic interactions in Nd$_2$PdSi$_3$ and the formation of skyrmion phases in centrosymmetric metals
University of Oxford（牛津大学）；ISIS Neutron and Muon Source, STFC Rutherford Appleton Laboratory（STFC卢瑟福阿普顿实验室中子与μ子源）；Zhejiang University（浙江大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Institut Laue-Langevin（朗之万研究所）；PSI Center for Neutron and Muon Sciences（瑞士保罗谢勒研究所中子与μ子科学中心）；University of Warwick（华威大学）
Nd₂PdSi₃中长程磁相互作用导致skyrmion相形成，而非短程三角晶格摩擦。
2026-01-05 cond-mat.other cond-mat.str-el
Vector vorticity of skyrmionic texture: an internal degree of freedom tunable by magnetic field
与非中心对称材料中由Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用驱动的skyrmion不同，中心对称磁体中的skyrmion织构可能具有额外的内部自由度，这极大地丰富了其形貌，暗示了拓扑保护所允许的连续变形，并实现了灵活的可调性和潜在的功能性。为了更好地描述涡的内部自由度，将传统的整数标量涡推广为允许连续旋转的矢量涡。进一步简化的涡度角和螺旋度角代表了自旋空间的全部旋转自由度。具有阻挫的中心对称磁体为实现对这些内部自由度的可控操纵提供了一个完美的平台，其中磁场可以被施加以在晶体和孤立形式的skyrmionic织构中连续地调谐涡度，并且螺旋度可以进一步由电场控制。此外，模拟还揭示了与涡度调制相关的独特动力学效应，即旋转磁场可以产生直线运动来调节涡度，而控制涡度也可以调制由自旋极化电流引起的动力学。
2022-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Skyrmion phase and competing magnetic orders on a breathing kagome lattice
磁性skyrmion纹理主要是实现在非中心对称，例如手性或极性，磁铁。将该领域扩展到中心对称的块状材料是一个有益的挑战，其中释放的螺旋度/涡度自由度和更高的skyrmion密度导致有趣的新特性和增强的功能。我们在这里报告的Skyrmion晶格（SkL）相的实验观察与大拓扑霍尔效应和一个小到2.8 nm的无公度螺距金属Gd 3 Ru 4 Al 12，这体现了一个呼吸kagomé晶格的钆时刻。磁结构的几个有序的阶段，包括SkL，是由共振X射线衍射以及小角中子散射。SkL和螺旋相也直接使用洛伦兹透射电子显微镜观察。在几个相互竞争的阶段，SkL是促进低温横向锥形状态的热波动在中间范围的磁场。
2020-03-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Uniaxial Pressure Effects, Phase Diagram, and Tricritical Point in the Centrosymmetric Skyrmion Lattice Magnet GdRu$_2$Si$_2$
本文通过高分辨率电容膨胀测量并辅以比热与磁化测量，绘制 GdRu$_2$Si$_2$ 磁相图，发现新反铁磁相、压力敏感相及三临界点，并量化单轴压力对斯格明子晶格相的展宽作用。
2025-02-18 cond-mat.str-el
Locking of skyrmion cores on a centrosymmetric discrete lattice: onsite versus offsite
具有涡旋自旋组态的磁性Skyrmion晶体（SkX）是一种拓扑自旋晶体，它是多个自旋密度波之间干涉的结果。通过聚焦于SkX中的组成波之间的相位自由度，我们从理论上研究了Skyrmion核心在离散晶格上的位置，这与SkX的对称性有关。通过变分计算得到了离散三角晶格上双交换（经典Kondo晶格）模型的结果。我们发现，skyrmion核心在两个Skyrmion数为1和2的Skyrmion核心锁定在三角晶格上的间隙位置，而它位于现场通过引入一个相对较大的易轴单离子各向异性。文中还讨论了各自旋织构的变分参数和由此得到的费米面。当Skyrmion晶体与晶格相称时，费米面的对称性随芯位置的不同而不同。不同的费米面拓扑结构直接区分的角度分辨光电子能谱的电探针。此外，我们表明，通过变分计算得到的SkX也证实了核多项式方法和朗之万动力学的基础上的双交换模型和模拟退火的有效自旋模型的数值模拟。
2021-11-19 cond-mat.str-el
Anisotropic skyrmion and multi-$q$ spin dynamics in centrosymmetric Gd$_2$PdSi$_3$
本研究利用$μ$SR探究中心对称材料Gd$_2$PdSi$_3$的自旋性质，发现自旋各向异性在稳定非共面SkL相及基态IC-1相的类半子multi-$q$结构中起关键作用，而高场共面IC-2相为single-$q$结构。
2025-02-03 cond-mat.str-el
Lattice-commensurate skyrmion texture in a centrosymmetric breathing kagome magnet
本文通过高分辨率共振弹性X射线散射揭示了Gd$_3$Ru$_4$Al$_{12}$中skyrmion晶格与原子晶格的共度锁定现象，发现弱易面磁各向异性使共度态在有限温度下稳定，冷却时则转变为非共度基态。
2024-03-08 cond-mat.str-el
Effects of the three-dimensional interplanar coupling on the centrosymmetric skyrmion crystal formation in the frustrated stacked-triangular Heisenberg model
通过蒙特卡洛模拟研究堆叠三角海森堡模型中三维层间耦合对中心对称斯格明子晶体的影响，发现短程模型不出现副本对称性破缺，表明长程相互作用可能是其必要条件。
2025-05-26 cond-mat.str-el
Competing charge and magnetic order in the candidate centrosymmetric skyrmion host EuGa$_2$Al$_2$
本研究通过高分辨率共振x射线和中子散射研究EuAl2Ga2，揭示了其自旋密度波与电荷序间的复杂耦合，发现电荷密度波破坏了晶体四重对称性，否定了其方网磁体分类。
2024-03-22 cond-mat.str-el
Stability boundaries of the skyrmion phase in non-centrosymmetric ferromagnets with Dzyaloshinskii-Moriya interaction
该研究在球极投影框架下比较锥形螺旋与 skyrmion 晶格能量，证明局域磁化涨落可在升温时使 skyrmion 晶格于一定磁场范围内稳定。
2024-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Skyrmion and vortex crystals in the Hubbard model
巡游磁体中电荷和自旋自由度之间的相互作用导致了中心对称和非中心对称宿主中过多的拓扑自旋纹理，例如磁skyrmion和涡旋晶体。同时，在包含经典局域自旋的系统中，它们的稳定性也得到了广泛的研究。在这里，我们研究了中心对称三角晶格哈伯德模型中的skyrmion晶体的实现，其中电子的巡回性质起着更重要的作用。通过自洽平均场计算，我们发现在零磁场下，两种具有空间非均匀电荷调制的Skyrmion晶体在基态出现。此外，我们得到了另一个非共面的涡旋晶体相没有一个净标量手征附近的skyrmion晶体相。我们发现，后者的涡旋晶体表现出拓扑相变到一个不同的skyrmion相位在一个外加磁场。我们的结果提供了一种可能性的skyrmion和涡旋晶体在巡回磁铁没有本地化的时刻。
2022-08-03 cond-mat.str-el
Skyrmion lattice with a giant topological Hall effect in a frustrated triangular-lattice magnet
几何阻挫磁体提供了大量的机会，发现复杂的自旋纹理，有时会产生非常规的电磁响应相关电子系统。理论上预测，磁挫挫也可以促进拓扑非平凡自旋状态，即，磁性Skyrmions，纳米级的自旋涡旋。然而，经验上，skyrmions基本上是伴随着非中心对称的晶格结构或界面对称性破坏异质结构。在这里，我们报告的出现布洛赫型skyrmion状态的挫折中心对称的三角晶格磁体Gd2PdSi 3。我们确定了通过一个巨大的拓扑霍尔响应，这是进一步证实了观察面内自旋调制探测共振X射线散射场诱导的skyrmion相位。我们的结果为在中心对称磁体中产生具有涌现电动力学的拓扑自旋织构开辟了一个新的磁阻挫金矿。
2018-05-28 cond-mat.str-el
Uniaxial stress effects on magnetic and electric properties of the ground state in a centrosymmetric magnetic skyrmion host Gd$_2$PdSi$_3$
Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；J-PARC Center, Japan Atomic Energy Agency（日本原子能研究开发机构J-ARC中心）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所新兴物质科学研究中心）；Institute of Materials Structure Science, High Energy Accelerator Research Organization（高能加速器研究机构物质结构科学研究所）
本研究对中心对称磁斯格明子宿主Gd$_2$PdSi$_3$施加垂直于$c$轴的压缩单轴应力，通过多类测量发现其磁基态为多-q磁有序，解决了该系统磁结构类型的疑问。
2026-08-11 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
Emergent topological spin structures in a centrosymmetric cubic perovskite
Skyrmion晶体（SkX）具有多q螺旋自旋调制，是一种独特的拓扑结构，可以与非中心对称材料中的单q螺旋磁序竞争。在这里，我们报告的发现，在中心对称的立方钙钛矿SrFeO3的多种多样的多Q helmagnetic自旋结构。在中子衍射测量的基础上，我们已经确定了两种类型的强大的多q拓扑自旋结构，出现在外部磁场的情况下：各向异性的双q自旋螺旋和各向同性的四q螺旋托管的三维晶格的刺猬奇点。本系统不仅使SkX主体材料家族多样化，而且还提供了中心对称晶格和拓扑螺旋有序之间的实验缺失环节。它还提供了将SkX集成到氧化物电子器件中的前景。
2018-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Photocontrol of spin scalar chirality in centrosymmetric itinerant magnets
本研究提出在中心对称巡游铁磁体中利用线偏振电场脉冲稳定非平衡自旋标量手性态，并通过圆偏振控制其符号，为光控自旋手性提供新途径。
2023-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Generic aspects of skyrmion lattices in chiral magnets
磁skyrmions是拓扑非平凡的自旋漩涡，可能不会连续转换成拓扑平凡的状态，如铁磁自旋对齐。近年来，在某些非中心对称的大块手征磁体中发现了由Skyrmions组成的晶格结构。尽管这些材料的特征温度、磁场和长度尺度有很大的变化，而且无论其电子状态是金属、半导体还是绝缘体，它们的磁相图都有着显著的相似性。
2016-03-29 cond-mat.str-el
Mechanism of antisymmetric spin polarization in centrosymmetric multiple-$Q$ magnets based on bilinear and biquadratic spin cross products
我们研究了在没有相对论自旋轨道耦合的中心对称系统中，如何在有限序波矢的自旋密度波作用下设计反对称自旋分裂能带结构。通过对中心对称巡游磁体中自旋-电荷耦合模型的微扰分析，证明了在磁序下动量空间中的非零手征型双线性和双二次自旋叉积与电子能带结构中的反对称自旋极化有关.我们将导出的公式应用于单$Q$摆线螺旋和双$Q$非共面态，包括meron-antieron和skyrmion晶体。我们的结果为在没有自旋轨道耦合的中心对称晶格结构中实现由磁相变驱动的巨大反对称自旋劈裂提供了线索。
2022-01-04 cond-mat.str-el
Charge ordering and spontaneous topological Hall effect in bilayer skyrmion crystals
本研究通过双层斯格明子晶体模型，发现弱电子相互作用可诱导两种对称性破缺相，均产生自发的大拓扑霍尔效应，且相图可由电场调控，为相关材料研究提供新方向。
2025-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Rhombic skyrmion lattice coupled with orthorhombic structural distortion in EuAl$_{4}$
中心对称四元巡游磁体EuAl $_{4}$在外磁场中表现出复杂的磁相图，包括菱形和方形Skyrmion晶格（SkL）相。在这里，我们报告了一个多轴衍射研究的EuAl $_{4}$通过一个新设计的光纤布拉格光栅技术补充的共振X射线散射实验，揭示各向异性磁致伸缩和磁体积效应与连续的相变。发现菱形和方形SkL相在$ab$平面内分别具有$\sim$ 0.10%和$\sim$ 0.03%的正交结构畸变。我们建议，自旋系统和晶格变形之间的耦合应该是必不可少的EuAl $_{4}$的结构不稳定性，产生丰富多样的拓扑自旋纹理与自发的旋转对称性破缺以及潜在的可控性的SkL相的单轴应力或压力。
2023-01-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermodynamically stable skyrmion lattice in tetragonal frustrated antiferromagnet with dipolar interaction
受最近关于GdRu $_2$ Si $_2$的实验结果的启发[Khanh，N.D.，Nakajima，T.，Yu，X.例如，\emph{Nat. Nanotechnol.} \textbf{15}，444-449（2020）]，其中观察到纳米正方形skyrmion晶格，我们提出了在外部磁场中具有偶极相互作用的中心对称四重阻挫反铁磁体的相图的高温部分的简单分析平均场描述。在倒易空间中，偶极力提供动量依赖的双轴各向异性。结果表明，在四元晶格中，对于$ab$平面上相互垂直的调制矢量，在布里渊区的大部分区域内，这种各向异性具有相互垂直的易磁化轴和共线的中间磁化轴，这导致双Q调制自旋结构的稳定化.后者原来是一个正方形的skyrmion晶格在其稳定区域的大部分与拓扑电荷$\pm 1$每个磁性单元格，这是由受抑的交换耦合，因此，纳米尺寸。当存在额外的单离子易轴各向异性时，易轴和中间轴可以互换，从而导致不同的相图。有人认为，后一种情况是相关的GdRu $_2$ Si $_2$。
2020-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Band topology and dynamic multiferroicity induced from dynamical Dzyaloshinskii-Moriya interactions in centrosymmetric lattices
The University of Hong Kong（香港大学）；HK Institute of Quantum Science & Technology（香港量子科学研究所）
研究通过动态Dzyaloshinskii-Moriya相互作用揭示了带拓扑与动态多铁性之间的内在联系。
2025-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Skyrmion Lattices in Heisenberg Ferromagnets
Skyrmions是拓扑磁性纹理，可以出现在非中心对称的铁磁材料中。在迄今为止实验研究的大多数系统中，skyrmions作为经典对象出现。然而，具有纳米长度尺度的skyrmions的发现引发了人们对其量子特性的兴趣。在这里，我们模拟了二维自旋$1/2$海森堡晶格与Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的基态，并发现了一个广泛的区域在零温度相图主机量子skyrmion晶格。我们认为，量子skyrmion晶格相可以通过实验检测到的磁化曲线，通过局部磁极化测量，以及通过中子散射实验可测量的自旋结构因子。最后，我们探讨了由此产生的量子skyrmion态，分析其实空间偏振分布，并表明它是一个非经典态，其特征是准粒子和环境之间的纠缠主要集中在skyrmion的边界自旋附近。
2022-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Noncoplanar multiple-$Q$ spin textures by itinerant frustration: Effects of single-ion anisotropy and bond-dependent anisotropy
在中心对称巡游磁体的有效自旋模型中，我们从理论上研究了多重$Q$自旋织构，它是由不同波数的自旋密度波叠加而成的。我们的重点是由自旋-电荷耦合引起的双二次相互作用和由自旋-轨道耦合引起的磁各向异性之间的相互作用。考虑到两种类型的磁各向异性，单离子各向异性和键相关的各向异性，我们阐明了一个原型的三角形晶格系统在没有和存在外部磁场的磁相图。在单离子各向异性的情况下，我们发现了过多的多个$Q$不稳定性取决于强度和各向异性的符号（易平面或易轴），包括skyrmion晶体的拓扑数为2。在外加磁场中，我们发现拓扑数为1的skyrmion晶体在易面（易轴）各向异性下，被面内（面外）磁场稳定。我们还研究了稳定的场诱导skyrmion晶体通过旋转场的方向。作为一个双积，我们发现，三重$Q$状态与非零手征的存在下，双二次相互作用和易轴各向异性。同时，我们发现键依赖的各向异性也稳定了这两种类型的skyrmion晶体。然而，我们发现，对于拓扑数为1的skyrmion晶体，Bloch和Néel型skyrmion晶体根据键依赖各向异性的符号被选择性地实现。此外，我们还发现了另一种多重$Q$态，包括两种类型的介子晶体与skyrmion数为1和2。本文的系统研究将为研究中心对称磁性金属中的复杂织构提供参考。
2021-01-28 cond-mat.str-el
Nonlinear orbital response across topological phase transition in centrosymmetric materials
非线性光学响应常被用作研究材料电学性质的探针。对于拓扑材料，迄今为止的研究集中在光电流电流，这需要打破反转对称性。在这项工作中，我们提出了一个理论的轨道电流响应的反对称拓扑绝缘体。我们发现在中心对称材料中，在线偏振光照射下，存在一个量子允许的轨道电流响应。直流非线性电导率的符号反映了$\mathbb{Z}_2$指数，并且电导率在平凡相和拓扑绝缘体相之间的过渡处改变符号。本文导出了一类双简并带模型的非线性轨道光电流的表达式，并讨论了它在Bernevig-Hughes-Zhang模型和过渡金属二硫族化物1 T '相情况下的具体应用.还讨论了观测轨道电流的实验装置。
2021-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Stacking-dependent nonreciprocal transport in magnetic skyrmions
本研究理论提出中心对称磁体的拓扑自旋织构可产生非线性非互易输运，发现层状三角晶格斯格明子晶体的ABC堆叠结构无需自旋-轨道耦合即可产生面外非互易输运，揭示其机制并提出稳定该结构的有效自旋模型。
2023-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Antiferro skyrmion crystal phases in a synthetic bilayer antiferromagnet under an in-plane magnetic field
本研究理论提出面内磁场下合成双层反铁磁系统可产生反铁磁斯格明子晶体，通过模拟退火揭示其形成机制与磁调控特性，为实验寻找该相提供指导。
2023-06-12 cond-mat.str-el
