手性铁磁体中的 skyrmion 动力学

我们研究了具有易轴各向异性的 Dzyaloshinskii-Moriya 材料中 skyrmion 的动力学。通过早期在与磁泡和涡旋相关研究中得到的明确守恒律的构建，建立了拓扑与动力学之间的重要联系。特别地，我们研究了拓扑 skyrmion（skyrmion 数 $Q=1$）和非拓扑 skyrmionium（$Q=0$）在外场梯度影响下的运动。$Q=1$ 的 skyrmion 发生垂直于场梯度方向的霍尔运动，其漂移速度与梯度成正比。相反，非拓扑的 $Q=0$ skyrmionium 沿场梯度方向加速，从而表现出普通的牛顿运动。当外场关闭时，$Q=1$ skyrmion 自发钉扎在固定引导中心周围，而 $Q=0$ skyrmionium 以恒定速度 $v$ 运动。我们给出了以小于临界速度 $v_c$ 的任意恒定速度 $v$ 运动的 skyrmionium 的系统性计算。