中文

受阻挫铁磁单层中双子极子的静态与动态性质

介观与纳米尺度物理 2020-04-29 v3 材料科学

摘要

磁双子极子(bimeron)是面内磁体中斯格明子(skyrmion)的拓扑对应物,可用作自旋电子学信息载体。我们报道了受阻挫铁磁单层中具有不同拓扑结构的双子极子的静态性质,其中双子极子结构由涡旋度 QvQ_{\text{v}} 和螺旋度 η\eta 表征。研究发现,双子极子能量随 QvQ_{\text{v}} 增大而增大,且孤立双子极子(Qv=±1Q_{\text{v}}=\pm 1)的能量依赖于 η\eta。我们还报道了由自旋轨道转矩驱动的受阻挫双子极子的动力学,其依赖于阻尼类转矩与场类转矩的强度。我们发现,当自旋极化垂直于易轴时,孤立双子极子(Qv=±1Q_{\text{v}}=\pm 1)可被驱动为线性或椭圆运动。我们数值揭示了由阻尼类转矩驱动的双子极子霍尔角对阻尼的依赖性。此外,当自旋极化平行于易轴时,孤立双子极子(Qv=±1Q_{\text{v}}=\pm 1)可被阻尼类转矩驱动而旋转,其旋转频率与驱动电流密度成正比。另外,我们通过数值证明了利用具有不同 QvQ_{\text{v}} 的双子极子态的电流驱动碰撞与合并来产生具有更高或更低拓扑电荷的双子极子态的可能性。我们的结果有助于理解受阻挫磁体中的双子极子物理。

关键词

引用

@article{arxiv.2002.00312,
  title  = {Static and dynamic properties of bimerons in a frustrated ferromagnetic monolayer},
  author = {Xichao Zhang and Jing Xia and Laichuan Shen and Motohiko Ezawa and Oleg A. Tretiakov and Guoping Zhao and Xiaoxi Liu and Yan Zhou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.00312},
  year   = {2020}
}

备注

13 pages, 12 figures