有限尺寸易平面铁磁体中的涡旋运动及其对纳米圆盘的应用

我们研究了圆形易平面铁磁体中非平面涡旋的运动，这模仿了一个磁性纳米圆盘。通过数值模拟和一种包含 Goldstone 型模式与涡旋中心耦合的新集体变量理论进行分析。在无磁场情况下，涡旋遵循螺旋轨道，我们进行了计算。当包含旋转平面磁场时，涡旋趋向于一个稳定的极限循环，该极限循环在给定系统尺寸 L 的显著范围内的场强 B 和频率 $\omega$ 中存在。对于固定的 $\omega$，轨道运动的半径 R 随 L 成正比，而轨道频率 $\Omega$ 随 1/L 变化，且显著小于 $\omega$。由于极限循环是由磁化和涡旋运动之间的相互作用引起的，包含内部模式的集体变量理论因此给出正确的轨道半径 $R\sim B L/\omega$ 的估计和依赖性。利用这一简单理论，我们指出了如何使用交变磁场来控制在实际磁性纳米圆盘中观察到的涡旋。