单轴手性磁体中从边缘穿透的孤子
强关联电子
2025-04-25 v1
摘要
诸如手性孤子、磁性斯格明子和磁性霍普夫子等磁性孤子，因其广泛展现出的类粒子特性，会根据空间维度在磁体中广泛出现。由于孤子的数量直接影响磁性和电子性质，因此控制孤子的数量具有重要意义。然而，迄今为止，关于控制孤子数量的动力学过程的研究仍然有限，特别是通过向表现出孤子周期性排列的基态中添加所需数量的孤子来进行控制。在此，我们通过有效利用激发局域在边缘附近的边缘模式，对单轴手性磁体中手性孤子数量的动力学控制进行了系统的理论分析。通过使用 Landau-Lifshitz-Gilbert 方程研究施加旋转磁场下与该边缘模式相关的动力学过程，我们表明，在系统达到非平衡稳态之前可以发生多次孤子穿透，并且在超过阈值后，穿透孤子的数量随旋转磁场的振幅连续增加。我们还阐明，可以通过静磁场降低旋转磁场的阈值振幅。我们的结果表明，利用系统边缘在无需任何特殊处理的情况下出现的边缘模式，可以在一定范围内添加所需数量的孤子。这些结果有助于发展控制孤子数量的实验方法，并有望进一步应用于广泛的磁性孤子，而不仅限于手性孤子。
引用
@article{arxiv.2409.10842,
title = {Soliton penetration from edges in a monoaxial chiral magnet},
author = {Kotaro Shimizu and Shun Okumura and Yasuyuki Kato and Yukitoshi Motome},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.10842},
year = {2025}
}