Динамика “дышащих” скирмионов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Для описания динамики хиральных топологических систем получено обобщенное уравнение Тиля, учитывающее заданный набор низкоэнергетических возбуждений равновесной магнитной структуры. Для магнитных скирмионов включена “дыхательная” мода, соответствующая изменению их размера. Исследована релаксация магнитной структуры при изменении магнитного поля. Показана важность сохранения гамильтоновой формы уравнений движения. Радиус и спиральность скирмиона оказываются канонически сопряженными переменными, и только их одновременный учет позволяет воспроизвести основные особенности магнитной релаксации при включении (выключении) поля, сопровождающейся осцилляциями радиуса.

Об авторах

И. С. Лобанов

Университет ИТМО

С.-Петербург, Россия

В. М. Уздин

Университет ИТМО

Email: v_uzdin@mail.ru
С.-Петербург, Россия

Список литературы

  1. S. S. P. Parkin, M. Hayashi, and L. Thomas, Science 320, 190 (2008).
  2. S. S. P. Parkin and S.-H. Yang, Nat. Nanotechnol. 10, 195 (2015).
  3. R. Wiesendanger, Nat. Rev. Mater. 1, 16044 (2016).
  4. J. Iwasaki, M. Mochizuki, and N. Nagaosa, Nat. Commun. 4, 1463 (2013).
  5. G. Finocchio, F. B¨uttner, R. Tomasello, M. Carpentieri, and M. Kl¨au, J. Phys. D: Appl. Phys. 49, 423001 (2016).
  6. A. Fert, N. Reyren, and V. Cros, Nat. Rev. Mater. 2, 17031 (2017).
  7. M. N. Potkina, I. S. Lobanov, H. J´onsson, and V. M. Uzdin, J. Magn. Magn. Mat., 549, 168974 (2022).
  8. M. N. Potkina, I. S. Lobanov, H. J´onsson, and V. M. Uzdin, Phys. Rev. B 107, 184414 (2023).
  9. И. С. Лобанов, М. Н. Поткина, В. М. Уздин, Письма ЖЭТФ 113, 833 (2021).
  10. I. S. Lobanov and V. M. Uzdin, Phys. Rev. B 107, 104405 (2023).
  11. I. S. Lobanov and V. M. Uzdin, Comput. Phys. Commun. 269, 108136 (2021).
  12. Г. В. Скроцкий, УФН 144, 681 (1984).
  13. A. A. Thiele, Phys. Rev. Lett. 30, 230 (1973).
  14. V. M. Kuchkin, K. Chichay, B. Barton-Singer, F. N. Rybakov, S. Bl¨ugel, B. J. Schroers, and N. S. Kiselev, Phys. Rev. B 104, 165116 (2021).
  15. P. S. Shaban, I. S. Lobanov, V.M. Uzdin, and I. V. Iorsh, Phys. Rev. B 108, 174440 (2023).
  16. N. Nagaosa and Y. Tokura, Nat. Nanotechnol. 8, 899 (2013).
  17. J. Iwasaki, M. Mochizuki, and N. Nagaosa, Nat. nanotech. 8, 742 (2013).
  18. S. L. Zhang, W. W. Wang, D. M. Burn, H. Peng, H. Berger, A. Bauer, C. Pfleiderer, G. van der Laan, and T. Hesjedal, Nat. Commun. 9, 2115 (2018).
  19. X. Wang, W. L. Gan, J. C. Martinez, F. N. Tan, M. B. A. Jalil, and W. S. Lew, Nanoscale 10, 733 (2018).
  20. A. Brataas, A. D. Kent, and H. Ohno, Nat. Mater. 11, 372 (2012).
  21. I. A. Ado, O. A. Tretiakov, and M. Titov, Phys. Rev. B 95, 094401 (2017).
  22. M. Weißenhofer, L. R´ozsa, and U. Nowak, Phys. Rev. Lett. 127, 047203 (2021).
  23. D. J. Clarke, O. A. Tretiakov, G.-W. Chern, Y. B. Bazaliy, and O. Tchernyshyov, Phys. Rev. B 78, 134412 (2008).
  24. S. Z. Lin, C. D. Batista, and A. Saxena, Phys. Rev. B 89, 024415 (2014).
  25. V. M. Uzdin, D. Thonig, B. G¨obel, and P. F. Bessarab, Front. Phys. 11, 1275990 (2023).
  26. J. Hagemeister, N. Romming, K. von Bergmann, E. V. Vedmedenko, and R. Wiesendanger, Nat. Commun. 6, 8455 (2015).
  27. I. S. Lobanov, V. M. Uzdin, and H. J´onsson, Phys. Rev. B 94, 174418 (2016).
  28. X. S. Wang, H. Y. Yuan, and X. R. Wang. Commun. Phys. 1, 31 (2018).
  29. F. B¨uttner, I. Lemesh, and G. S. D. Beach, Sci. Rep. 8, 4464 (2018).
  30. H.-B. Braun. Phys. Rev. B 50, 16485 (1994).
  31. N. Romming, A. Kubetzka, C. Hanneken, K. von Bergmann, and R. Wiesendanger, Phys. Rev. Lett. 114, 177203 (2015).
  32. E. Lu, A. R. Stuart, A. R. Chalifour, J. C. Davidson, P. S. Keatley, K. S. Buchanan, and K. L. Livesey, J. Magn. Magn. Mat. 584, 171044 (2023).
  33. Л. А. Тахтаджян, Л. Д. Фаддеев, Гамильтонов подход в теории солитонов, Наука, М. (1986), 528 с.
  34. J. H. Mentink, M. V. Tretyakov, A. Fasolino, M. I. Katsnelson, and Th. Rasing, J. Phys.: Condens. Matter. 22(17), 176001 (2010).
  35. J. Masell and K. Everschor-Sitte, Current-Induced Dynamics of Chiral Magnetic Structures: Creation, Motion, and Applications, in E. Kamenetskii (editors), Chirality, Magnetism and Magnetoelectricity. Topics in Applied Physics, Springer, Cham (2021), v. 138.
  36. C. Abert, Eur. Phys. J. B 92, 120 (2019).
  37. J. V. Kim and M. W. Yoo, Appl. Phys. Lett. 110, 132404 (2017).
  38. X. Chen, W. Kang, D. Zhu, X. Zhang, N. Lei, Y. Zhang, Y. Zhou, and W. Zhao, Appl. Phys. Lett. 111, 202406 (2017).
  39. V. M. Uzdin, M. N. Potkina, I. S. Lobanov, P. F. Bessarab, and H. J´onsson, J. Magn. Magn. Mat. 459, 236 (2018).
  40. C. Reichhardt, C. J. O. Reichhardt, and M. V. Miloˇsevi´c, Rev. Mod. Phys. 94, 035005 (2022).
  41. J. M¨uller and A. Rosch, Phys. Rev. B 91, 054410 (2015).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024