受限螺旋磁纳米结构中斯格明子态的动力学

在受限螺旋磁纳米结构中，不完全和孤立斯格明子态形式的斯格明子态可以在无外磁场和磁晶各向异性的情况下作为基态出现。本工作中，我们研究了薄膜 FeGe 圆盘样品中斯格明子态的动力学性质（共振频率及相应的本征模）。我们采用基于有限元的微磁模拟中的两种不同方法：特征值法和衰减振荡法。特征值法使我们能够识别模拟系统中可能存在的所有共振频率及相应本征模。然而，使用特定的实验可行激励只能激发有限的本征模集合。因此，我们进行了类似于实验装置的衰减振荡模拟，使用面内和面外激励。此外，我们报告了共振频率对外加偏置磁场和圆盘样品直径的非线性依赖关系，并讨论了斯格明子态可能的反转模式。我们比较了不完全斯格明子和孤立斯格明子态的功率谱密度，观察到几个关键差异，有助于实验中样品所处状态的识别。我们测量了 FeGe 的吉尔伯特阻尼，利用其值确定了实验中可预期观察到的本征模。最后，我们表明忽略退磁能贡献或忽视膜外方向的磁化变化——虽然不会显著改变本征模的磁化动力学——会大幅改变其共振频率。除了有助于理解斯格明子态物理，本系统性工作可作为受限螺旋磁纳米结构中斯格明子态实验识别的指南。