铁磁条带中巡游电子诱导的斯格明子-斯格明子相互作用

磁性斯格明子是用于构建下一代磁存储器与自旋电子器件的极具前景的自旋纹理。然而，实现基于斯格明子的器件的主要挑战之一是在不同几何结构中稳定这些自旋纹理的有序阵列。本文中，我们数值研究了在具有赛道几何结构的铁磁背景中，与磁纹理耦合的巡游电子的动力学所引起的斯格明子-斯格明子相互作用势。我们考虑了不同的拓扑纹理（铁磁（FM）和反铁磁（AFM）），即：斯格明子、反斯格明子和双斯格明子。我们表明，在低电子填充下，对于足够短的距离，斯格明子彼此强耦合，形成由电子动力学束缚的束缚态。然而，当填充增加时，相互作用势能在斯格明子-斯格明子距离的特定取值处呈现局域极小值。这些局域极小值中的每一个都对应于由明确能量势垒“保护”的斯格明子的能量稳定位置。通过考察局域电荷密度，我们发现，在AFM斯格明子的情况下，局域反铁磁性质阻止了电子穿透进入核心，使得AFM斯格明子可被视为对电子的无限势垒。