Skyrmion 收缩的动力学
介观与纳米尺度物理
2025-05-13 v1
摘要
当磁性 skyrmion 衰变时，其在实空间中的尺寸会在最终坍塌前于有限时间内减小。我们构建了一个有效的连续介质模型，并利用其动力学来描述 skyrmion 坍塌前的收缩行为。利用 Landau-Lifshitz-Gilbert 方程与矢量场的时间导数，我们求得了关于含时有效 skyrmion 半径及其 helicity 的一组耦合非线性常微分方程。特别地，我们采用了其极角为三角形的 skyrmion 剖面。与通常预期的简单指数衰减不同，我们揭示了一种更复杂的时间依赖关系，其中含时半径从指数衰减转变为接近临界时间 时的平方根衰减，即 ，此时 skyrmion 发生坍塌。我们发现该临界时间对晶格常数具有对数依赖关系。此外，我们考察了收缩动力学与伴随的通过不同 skyrmion 构型之间转化的相互影响，这取决于各种系统参数。这些发现通过晶格上的数值研究得到了验证，支持了理论连续介质模型的预测。
引用
@article{arxiv.2503.05438,
title = {The dynamics of skyrmion shrinking},
author = {Frederik Austrup and Wolfgang Häusler and Michael Lau and Michael Thorwart},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.05438},
year = {2025}
}