用于斯格明子系统的可逆矢量棘轮

我们展示了受交流驱动且与不对称基底相互作用的斯格明子提供了一种新型棘轮系统的实现，我们称之为矢量棘轮（vector ratchet），其源于马格努斯项对斯格明子动力学的影响。在矢量棘轮中，由交流驱动诱导的直流运动可描述为一个矢量，该矢量可相对于基底不对称方向顺时针或逆时针旋转。对于不同的交流振幅或斯格明子密度，最多可实现完整的 $360^{\circ}$ 旋转。与过阻尼系统（其中棘轮运动总是平行于基底不对称方向）相比，矢量棘轮允许棘轮运动相对于基底不对称方向处于任意方向。还可能获得矢量棘轮旋转方向的反转，从而允许创建可逆矢量棘轮。我们研究了施加于平行于或垂直于基底不对称方向的交流驱动下的矢量棘轮，并表明反向棘轮运动可由集体效应产生。对于不对称基底上的孤立斯格明子，不会发生反转。由于矢量棘轮可产生任意方向的运动，它可能代表一种用于控制斯格明子运动以用于自旋电子学应用的新方法。