Dinamika “dyshashchikh” skirmionov

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

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.

About the authors

I. S. Lobanov

Университет ИТМО

С.-Петербург, Россия

V. M. Uzdin

Университет ИТМО

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

References

  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).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук