利用空洞捕获磁斯格明子

手征磁体中的磁涡旋（即斯格明子）可通过超小电流密度进行操控。在此，我们以解析和数值方式研究了二维单层磁性膜中单个斯格明子与小空洞的相互作用。微磁模拟结果与从推广的 Thiele 方法获得的有效运动方程吻合良好。斯格明子 - 缺陷相互作用由包含排斥和吸引分量的有效势描述。对于小电流密度，先前被钉扎的斯格明子保持钉扎状态，而未钉扎的斯格明子则绕过杂质且从未被捕获。然而，对于较高的电流密度 $j_{c1} < j < j_{c2}$，单个空洞能够捕获运动的斯格明子。最大捕获截面与斯格明子半径及 Sqrt(alpha) 成正比，其中 alpha 为 Gilbert 阻尼。对于 $j > j_{c2}$，所有斯格明子均发生脱钉。磁场的微小变化会显著改变钉扎特性，甚至可达到无钉扎区域（$j_{c2}=0$）。我们还表明，低密度的空洞可以有效加速斯格明子的运动并引入斯格明子霍尔效应。