探究随机键无序对铁磁 Skyrmion 阵列的影响

在本工作中，我们通过基于交换相互作用与 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用的两种不同模型引入随机键无序，研究了铁磁 skyrmion 晶格中无序的影响：模型 I 中，两种相互作用呈现相同的无序分布从而具有相同的局部畸变；模型 II 中，两种相互作用具有不同的无序分布。通过广泛的 Monte Carlo 模拟，我们探索了在不同温度下键无序对由外磁场诱导产生的各相的影响，无序幅度在弱（10%）到强（200%）范围内变化。我们的研究表明，对于两种模型，低磁场下的中等无序会破坏螺旋序并诱导出拓扑非平庸的 bimeron 相。我们还发现，skyrmion 晶格相失去了周期性，但令人惊讶的是，由此产生的相在高达很高的无序幅度下仍保留了拓扑特性。此外，在强磁场下发现了两种无序模型之间的显著差异：在第一种模型中，高场 skyrmion 相被无序抑制；而在第二种模型中，该相得到增强，并在温度和磁场范围上扩展。而且，对于第二种模型，中等大小的无序值会诱导出稀释的 skyrmion 相以及在低温下从铁磁相中涌现的手性织构。我们的结果与层状磁体相关，并为 skyrmion 系统在变化的无序条件下的复杂行为提供了有价值的见解。