Тонкая энергетическая структура магнитного скирмиона, локализованного на немагнитной примеси во внешнем магнитном поле

Авторы

  • Мария Николаевна Поткина Санкт-Петербургский государственный университет; Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики; Исландский университет https://orcid.org/0000-0002-1380-2454
  • Игорь Сергеевич Лобанов Санкт-Петербургский государственный университет; Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики https://orcid.org/0000-0001-8789-3267
  • Валерий Моисеевич Уздин Санкт-Петербургский государственный университет; Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики https://orcid.org/0000-0002-9505-0996

DOI:

https://doi.org/10.33910/2687-153X-2020-1-4-165-168

Ключевые слова:

седловая точка, путь с минимальным перепадом энергии, скирмион, логические устройства, беговая память

Аннотация

Локализация магнитного скирмиона на немагнитном дефекте двумерной треугольной решетки исследуется в рамках обобщенной модели Гейзенберга, учитывающей обменное взаимодействие, анизотропию, взаимодействие Дзялошинского — Мория и внешнее магнитное поле. Показано, что существует пороговое значение магнитного поля, ниже которого существуют два локально устойчивых положения дефекта внутри скирмиона. Разность энергий между состояниями с разной локализацией дефектов приводит к тонкой энергетической структуре скирмионов зависящей от напряженности магнитного поля.

Библиографические ссылки

Bessarab, P. F., Uzdin, V. M., Jónsson, H. (2015) Method for finding mechanism and activation energy of magnetic transitions, applied to skyrmion and antivortex annihilation. Computer Physics Communications, 196, 335–347. DOI: 10.1016/j.cpc.2015.07.001 (In English)

Castell-Queralt, J., González-Gómez, L., Del-Valle, N. et al. (2019) Accelerating, guiding, and compressing skyrmions by defect rails. Nanoscale, 11 (26), 12589–12594. DOI: 10.1039/C9NR02171J (In English)

Hagemeister, J., Romming, N., von Bergmann, K. et al. (2015) Stability of single skyrmionic bits. Nature Communications, 6, article 8455. DOI: 10.1038/ncomms9455 (In English)

Hanneken, C., Kubetzka, A., von Bergmann, K., Wiesendanger, R. (2016) Pinning and movement of individual nanoscale magnetic skyrmions via defects. New Journal of Physics, 18 (5), article 055009. DOI: 10.1088/1367-2630/18/5/055009 (In English)

Iwasaki, J, Mochizuki, M., Nagaosa, N. (2013) Universal current-velocity relation of skyrmion motion in chiral magnets. Nature Communications, 4, article 1463. DOI: 10.1038/ncomms2442 (In English)

Lobanov, I. S., Uzdin, V. M. (2020) The lifetime of big size topological chiral magnetic states. Estimation of the pre-exponential factor in the Arrhenius law. arXiv.org. Condensed Matter, article arXiv:2008.06754. [Online]. Available at: https://arxiv.org/pdf/2008.06754.pdf (accessed 17.09.2020). (In English)

Müller, J., Rosch, A. (2015) Capturing of a magnetic skyrmion with a hole. Physical Review B, 91 (5), article 054410. DOI: 10.1103/PhysRevB.91.054410 (In English)

Romming, N., Hanneken, C., Menzel, M. et al. (2013) Writing and deleting single magnetic skyrmions. Science, 341 (6146), 636–639. DOI: 10.1126/science.1240573 (In English)

Stosic, D., Ludermir, T. B., Milošević, M. V. (2017) Pinning of magnetic skyrmions in a monolayer Co film on Pt (111): Theoretical characterization and exemplified utilization. Physical Review B, 96 (21), article 214403. DOI: 10.1103/PhysRevB.96.214403 (In English)

Uzdin, V. M., Potkina, M. N., Lobanov, I. S., Bessarab, P. F., Jónsson, H. (2018) Energy surface and lifetime of magnetic skyrmions. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 459, 236–240. DOI: 10.1016/j.jmmm.2017.10.100 (In English)

Zhang, X., Zhao, G. P., Fangohr, H. et al. (2015) Skyrmion-skyrmion and skyrmion-edge repulsions in skyrmion-based racetrack memory. Scientific Reports, 5, article 7643. DOI: 10.1038/srep07643 (In English)

Cover of the journal "Physics of Complex Systems" (vol. 1, no. 4)

Загрузки

Опубликован

2020-12-24

Выпуск

Том 1 № 4 (2020)

Раздел

Theoretical Physics

Лицензия

Copyright (c) 2020 Мария Николаевна Поткина, Игорь Сергеевич Лобанов, Валерий Моисеевич Уздин

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Автор предоставляет материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. После публикации все статьи находятся в открытом доступе.

Авторы сохраняют авторские права на статью и могут использовать материалы опубликованной статьи при подготовке других публикаций, а также пользоваться печатными или электронными копиями статьи в научных, образовательных и иных целях. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.