周期性基底上交流驱动斯格明子的可逆到不可逆转变
Reversible to Irreversible Transitions for ac Driven Skyrmions on Periodic Substrates
AI总结：
本研究利用原子尺度模拟探讨了交流驱动下磁性斯格明子在周期性各向异性缺陷方阵上的动力学行为，揭示了低振幅下的可逆运动以及高振幅下的平移和混沌两种不可逆状态。
摘要：
利用原子尺度模拟，我们研究了在交流驱动下，各向异性缺陷方阵上的磁性斯格明子在二聚体和三聚体分子晶体排列，以及填充率为3/2和5/2的二分晶格中的动力学行为。对于低交流振幅，在所有填充率下我们都发现了可逆运动，即斯格明子在每个交流驱动周期结束时回到其原始位置，且扩散为零。我们还识别出两种不同的不可逆状态。第一种是平移状态，斯格明子形成相反方向的流动通道，并在每个交流驱动周期内平移一个基底晶格常数。该平移状态出现在二聚体和三聚体状态中，并在垂直于外部驱动的方向上产生显著的扩散率峰值。对于更大的交流振幅，我们发现了混沌不可逆运动，斯格明子随时间随机交换位置，在平行和垂直于交流驱动方向上均产生长时间扩散行为。
英文摘要：
Using atomistic simulations, we investigate the dynamical behavior of magnetic skyrmions in dimer and trimer molecular crystal arrangements, as well as bipartite lattices at 3/2 and 5/2 fillings, under ac driving over a square array of anisotropy defects. For low ac amplitudes, at all fillings we find reversible motion where the skyrmions return to their original positions at the end of each ac drive cycle and the diffusion is zero. We also identify two distinct irreversible regimes. The first is a translating regime in which the skyrmions form channels of flow in opposing directions and translate by one substrate lattice constant per ac drive cycle. The translating state appears in the dimer and trimer states, and produces pronounced peaks in the diffusivity in the direction perpendicular to the external drive. For larger ac amplitudes, we find chaotic irreversible motion in which the skyrmions can randomly exchange places with each other over time, producing long-time diffusive behavior both parallel and perpendicular to the ac driving direction.
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