基于原子化和粒子模型模拟的周期性基底上 Skyrmion 孤子运动

我们使用原子化模型和基于粒子的模型，比较了在刚好高于匹配度时与方形和三角形缺陷阵列相互作用的磁性 skyrmion 的动力学行为。在施加驱动下，初始运动是穿过被钉扎 skyrmion 晶格的扭折。对于方形缺陷阵列，两种模型吻合良好，并显示出孤子运动锁定在 45$^\circ$ 的状态。原子化模型还产生了孤子沿 30$^\circ$ 的锁定，而基于粒子的模型则没有。对于三角形缺陷阵列，原子化模型在很宽的外部驱动力值范围内表现出锁定在 30$^\circ$ 的孤子运动。相比之下，基于粒子的模型仅在很小的外部驱动力值范围内产生锁定在 45$^\circ$ 的孤子运动。产生这种差异的原因是，非变形粒子模型促进了蜿蜒的 skyrmion 轨道，而可变形的原子化模型实现了更强的 skyrmion-skyrmion 相互作用，从而减少了蜿蜒。我们的结果表明，穿过周期性基底上被钉扎 skyrmion 晶格的孤子运动是一种稳健的效应，并可能开启将孤子用作信息载体的可能性。我们的结果还为了解基于粒子的 skyrmion 模型最适合的工况提供了更好的理解。