驱动斯格明子的惯性、扩散与动力学

最近在手性磁体中发现的斯格明子是磁存储设备的有前景候选者，因其拓扑稳定性、小尺寸（$\sim 3-100$nm）和超低阈值电流密度（$\sim 10^{6}$A/m$^2$）可驱动其运动。然而，其时间依赖动力学迄今尚未被广泛探索。这里我们通过结合Landau-Lifshitz-Gilbert方程的数值求解和广义Thiele方程的分析，表明在时间依赖电流驱动的斯格明子动力学中惯性效应几乎完全不存在。相比之下，对时间依赖磁力和热涨落的响应强烈依赖于频率，并由一个大的有效质量和依赖于斯格明子加速度的（反）阻尼来描述。热扩散被回旋运动强烈抑制，并与Gilbert阻尼系数$\alpha$成正比。这表明斯格明子位置是稳定的，其运动即使在快速情况下也能无延迟或无滞后地响应时间依赖电流。这些发现展示了斯格明子作为信息载体的优势。