反铁磁绝缘体中孤立 skyrmion 的超快产生与动力学

基于原子级自旋动力学模拟，我们报道了受限几何中单个反铁磁（AFM）skyrmion 的超快产生。该过程通过短激光脉冲由非热逆法拉第效应诱导的有效磁场实现。所得场可在具有小 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用的共线反铁磁体中成核孤立 skyrmion 作为拓扑保护的亚稳态。单个 skyrmion 的半径经证明可通过施加均匀直流磁场以及升高温度而增大。为研究可能的 AFM 自旋卡洛电子学现象，我们从解析与数值两方面考察了施加温度梯度下的 skyrmion 动力学。反铁磁 skyrmion 纵向移向较热区域，但相反地，在极低阻尼区的小 skyrmion 不论交错拓扑电荷数为何均移向较冷一侧，其速度远快于铁磁对应体。