Skyrmion激发的自旋波分形网络
材料科学
2023-11-10 v1 介观与纳米尺度物理
其他凝聚态物理
摘要
磁性skyrmion展现出独特且具技术相关性的伪粒子行为，这些行为源于其拓扑保护性，包括发生在微波频率下定义明确的三维动态模式。在动态激发过程中，自旋波被喷射到skyrmion之间的间隙区域，形成磁性的“湍流之海”。然而，由于这些系统中的自旋波具有明确的长度尺度，且skyrmion位于有序晶格上，自旋波干涉所产生的有序结构可从混沌中析出。本工作利用小角中子散射（SANS）捕获混合skyrmion中的动力学并研究自旋波结构。通过同时进行铁磁共振与SANS，衍射图样显示出仅在共振条件下出现的大角度低角散射强度增加。该散射图样最好用质量分形模型拟合，表明自旋波形成了长程分形网络。该分形结构由基本单元构成，其尺寸编码了自旋波发射并受skyrmion晶格约束。这些结果提供了对skyrmion纳米尺度动力学的关键见解，识别出一种新的动态自旋波分形结构，并展示了SANS作为探测高速动力学的独特工具。
引用
@article{arxiv.2311.05469,
title = {Skyrmion-Excited Spin Wave Fractal Network},
author = {Nan Tang and W. L. N. C. Liyanage and Sergio A. Montoya and Sheena Patel and Lizabeth J. Quigley and Alexander J. Grutter and Michael R. Fitzsimmons and Sunil Sinha and Julie A. Borchers and Eric E. Fullerton and Lisa DeBeer-Schmitt and Dustin A. Gilbert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.05469},
year = {2023}
}