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斯格明子与钉扎相互作用的静力学与动力学:一篇综述

介观与纳米尺度物理 2024-04-23 v1

摘要

磁性斯格明子是2009年发现的拓扑稳定纳米尺度类粒子客体。自那时起,强烈的研究兴趣已促使人们在从低温到室温的广泛条件下识别出众多支持斯格明子的化合物。斯格明子可在各类驱动下运动,其尺寸、稳定性与动力学的结合使其成为众多应用的理想候选。斯格明子代表了一类新系统,其中斯格明子-斯格明子相互作用、样品无序、温度与驱动的能量尺度可相互竞争。越来越多的工作表明,斯格明子的静态与动态态可受到样品中钉扎或无序的强烈影响;因此,理解此类效应对于斯格明子最终在应用中的使用至关重要。在本文中,我们综述关于单个斯格明子及斯格明子集合与淬火无序或钉扎相互作用的当前知识状况。我们概述了斯格明子钉扎的微观机制,包括可由杂质、晶界或纳米结构产生的排斥与吸引相互作用。随后描述了脱钉现象、越过无序的滑移态、钉扎对斯格明子霍尔角的影响、热效应与钉扎效应的竞争、利用有序势景观(如一维或二维周期非对称基底)对斯格明子运动的控制、斯格明子二极管的创建以及斯格明子棘轮效应。我们强调了由内禀模和强陀螺或马格努斯力引起的、使斯格明子动力学态不同于其他具有钉扎系统的区别。我们还讨论了与斯格明子系统中钉扎与动力学相关的未来方向与开放问题。

关键词

引用

@article{arxiv.2102.10464,
  title  = {Statics and Dynamics of Skyrmions Interacting with Pinning: A Review},
  author = {C. Reichhardt and C. J. O. Reichhardt and M. V. Milosevic},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2102.10464},
  year   = {2024}
}

备注

66 pages, 71 figures