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通过自旋轨道扭矩电流实现天空拱-天空拱离子相分离与laning转变

介观与纳米尺度物理 2025-02-17 v1

摘要

许多受驱动的二元系统在两种物种迁移率不同时会出现laning转变,例如在电场中具有相反电荷的颗粒。另一种例子是行人或主动物质系统,物质以相反方向移动形成相分离状态以提升整体迁移率。本文通过原子级模拟演示,天空拱与天空拱离子混合物也 exhibits 图案形成与laning转变。天空拱运动较慢且在有限Hall角内移动,而天空拱离子运动更快且无Hall效应。在低驱动下,系统形成部分拥堵相,其中天空拱离子被围绕的天空拱所拖拽,导致其运动方向具有有限角度。在更高的驱动下,系统转入laned态,但与颗粒系统不同,天空拱天空拱离子混合物中的lane相对于驱动方向呈倾斜状态,这源于天空拱的固有Hall角。 在laned态中,当天空拱离子与倾斜的lane结构对齐时,其运动角度会发生反转。在更高的驱动下,天空拱离子坍缩为天空拱。当天空拱密度低于临界值时,两种纹理可独立运动且碰撞较少;但当密度超过该值时,laning态完全消失,系统转入仅由天空拱构成的态。我们绘制了不同纹理的速度与Hall响应曲线,识别出三种 distinct 相:部分拥堵相、laned相和天空拱-天空拱离子移动晶体态。我们将结果与最近观察到的行人流中倾斜laning相的实验进行比较,其中粒子相互作用的手性对称性破缺导致类似行为。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.09764,
  title  = {Skyrmion-Skyrmionium Phase Separation and Laning Transitions via Spin-Orbit Torque Currents},
  author = {N. P. Vizarim and J. C. Bellizotti Souza and C. J. O. Reichhardt and C. Reichhardt and P. A. Venegas and F. Béron},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.09764},
  year   = {2025}
}

备注

11 pages, 13 figures