任意二维空间依赖性针钉势阱中天-skyrmion 动力学的实时建模
统计力学
2025-10-20 v1
摘要
导致天-skyrmion 局部针钉的非平坦能势构成了研究基础2D 自旋结构动力学以及应用的固有且不可避免的挑战。考虑到针钉是天-skyrmion 系统预测建模的关键要求，因为它影响系统的动力学并引入随机化效应。在本文中，我们利用磁光 Kerr 显微镜对磁性薄膜系统中的天-skyrmion 进行实时成像并分析其在非平坦能势中的跳跃动力学。为实现完全定量的模型，我们利用天-skyrmion 的扩散和停留时间来推导出无法在合理实验时间尺度内抽样的区域的针钉能势。对于采用粗粒化 Thiele 模型进行评估，我们进行长时间测量的天-skyrmion 扩散，然后开发一个两步程序来确定仿真参数，通过与实验可访问的行为进行比较。这提供了仿真和实验单位之间的直接转换，这是之前阻止定量准粒子建模的关键步骤。我们展示了该方法的预测能力，通过测量天-skyrmion 扩散的密度依赖性并表明其与仿真预测高度一致。我们的技术因此使定量天-skyrmion 仿真在实验时间和长度尺度上成为可能，允许进行天-skyrmion 器件的预测性原型设计。
引用
@article{arxiv.2510.15713,
title = {Real-Time Modeling of Skyrmion Dynamics in Arbitrary 2D Spatially Dependent Pinning Potential Landscapes},
author = {Simon M. Fröhlich and Tobias Sparmann and Maarten A. Brems and Jan Rothörl and Fabian Kammerbauer and Klaus Raab and Sachin Krishnia and Mathias Kläui and Peter Virnau},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.15713},
year = {2025}
}
备注
31 pages, 6 figures