Конфигурации магнитных скирмионов высокого порядка и пирловского вихря в связанном состоянии
Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation , FWES-2024-0002
Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation , FFWR-2024-0017
Foundation for the Advancement of Theoretical Physics and Mathematics “BASIS", 23-1-3-52-1
Федосеев А.Д.1, Шустин М.С.2, Дзебисашвили Д.М.1
1Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Красноярск, Россия
2Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН, Черноголовка, Россия

Email: mshustin@yandex.ru
Поступила в редакцию: 6 марта 2025 г.
В окончательной редакции: 6 марта 2025 г.
Принята к печати: 5 мая 2025 г.
Выставление онлайн: 18 августа 2025 г.
В рамках магнитного энергетического функционала гибридной 2D структуры сверхпроводник/киральный магнетик, в котором учитываются: обменное взаимодействие, одноионная анизотропия, а также орбитальные и зеемановские эффекты полей рассеяния пирловского вихря, изучены условия стабилизации магнитных скирмионов высокого порядка со значениями топологического заряда |Q|=3,4. В отличии от случая |Q|=2, изученного ранее [Письма в ЖЭТФ, 120, 539-546 (2024)], скирмионы с более высокими |Q| не обязаны формировать некоаксильные конфигурации связанной пары с вихрем Пирла. При этом для скирмионов с |Q|=3 конкуренция взаимодействий в континуальном пределе допускает различную степень коаксиальности, однако коаксиальная конфигурация не может быть стабилизирована на реальной дискретной решетке из-за малых размеров скирмионов. Скирмионы с |Q|=4 формируются устойчивые коаксиальные пары с вихрем Пирла. Ключевые слова: магнитные скирмионы, сверхпроводящий вихрь Пирла.
- А.А. Белавин, А.М. Поляков. Письма в ЖЭТФ 22, 503 (1975)
- F.N. Rybakov, O. Eriksson, N.S. Kiselev. arXiv:2412.17641v1 (2024)
- S.S.P. Parkin, M. Hayashi, L. Thomas. Science 320, 190-194 (2008)
- S.S.P. Parkin, S.-H. Yang. Nat. Nanotechnol. 10, 195-198 (2015)
- C. Psaroudaki, E. Peraticos, C. Panagopoulos. Appl. Phys. Lett. 123, 260501 (2023)
- L. Rozsa, K. Palotas, A. Deak, E. Simon, R. Yanes, L. Udvardi, L. Szunyogh, U. Nowak. Phys. Rev. B 95, 094423 (2017)
- M. Hassan, S. Koraltan, A. Ullrich, F. Bruckner, R.O. Serha, Kh.V. Levchenko, G. Varvaro, N.S. Kiselev, M. Heigl, C. Abert, D. Suess, M. Albrecht. Nat. Phys. 20, 615--622 (2024)
- F. Rybakov, N. Kiselev. Phys. Rev. B 99, 064437 (2019)
- V.M. Kuchkin, B. Barton-Singer, F.N. Rybakov, S. Blugel, B.J. Schroers, R.N. Kiselev. Phys. Rev. B 102, 144422 (2020)
- J. Tang, Y. Wu, W. Wang, L. Kong, B. Lv, W. Wei, J. Zang, M. Tian, H.U. Du. Nat. Nanotechnol. 16, 1086-1091 (2021)
- L. Yang, A. Savchenko, F. Zheng, N.S. Kiselev, F.N. Rybakov, X. Han, S. Blugel, R.E. Dunin-Borkowski. Adv. Mater. 36, 2403274 (2024)
- B. Seng, D. Schonke, J. Yeste, R.M. Reeve, N. Kerber, D. Lacour, J.-L. Bello, N. Bergeard, F. Kammerbauer, M. Bhukta, T. Ferte, Ch. Boeglin, F. Radu, R. Abrudan, T. Kachel, S. Mangin, M. Hehn, M. Klau. Adv. Funct. Mater. 31, 2102307 (2021)
- D.S. Kathyat, P. Sengupta. Phys. Rev. B 110, 144409 (2024)
- A.N. Bogdanov, D.A. Yablonsky. Sov. Phys. JETP 95, 178 (1989)
- M.A. Кузнецов, A.A. Фраерман. ЖЭТФ 164, 514-525 (2023)
- A. Leonov, M. Mostovoy. Nat. Commun. 6, 8275 (2015)
- R. Ozawa, S. Hayami, Y. Motome. Phys. Rev. Lett. 118, 147205 (2017)
- K.L. Metlov. Phys. Rev. Lett. 105, 107201 (2010)
- M.S. Shustin, V.A. Stepanenko, D.M. Dzebisashvili. Phys. Rev. B. 107, 195428 (2023)
- М.С. Шустин, Д.М. Дзебисашвили, В.А. Степаненко. ФТТ 65, 1021 (2023)
- А.Д. Федосеев, М.С. Шустин, Д.М. Дзебисашвили. Письма в ЖЭТФ 120, 539 (2024)
- E.S. Andriyakhina, I.S. Burmistrov. Phys. Rev. B 103, 174519 (2021)
- Е.С. Андрияхина, С. Апостолофф, И.С. Бурмистров. Письма в ЖЭТФ 116, 801 (2022)
- S.S. Apostoloff, E.S. Andriyakhina, P.A. Vorobyev, O.A. Tretiakov, I.S. Burmistrov. Phys. Rev. B 107, L220409 (2023)
- S.S. Apostoloff, E.S. Andriyakhina, I.S. Burmistrov. Phys. Rev. B 109, 104406 (2024)
- G. Yang, P. Stano, J. Klinovaja, D. Loss. Phys. Rev. B 93, 224505 (2016)
- A.P. Petrovic, M. Raju, X.Y. Tee, A. Louat, I. Maggio-Aprile, R.M. Menezes, M.J. Wyszynski, N.K. Duong, M. Reznikov. Phys. Rev. Lett. 126, 117205 (2021)
- E. Andriyakhina, I. Burmistrov. Phys. Rev. B 103, 17, 174519 (2021)
- U. Gungordu, A.A. Kovalev. J. Appl. Phys. 132, 041101 (2022)
- J. Nothhelfer, S.A. Di az, S. Kessler, T. Meng, M. Rizzi, K.M.D. Hals, K. Everschor-Sitt. Phys. Rev. B 105, 224509 (2022)
- S.T. Konakanchi, J.I. Vayrynen, Y.P. Chen, P. Upadhyaya, L.P. Rokhinson. Phys. Rev. Res. 5, 033109 (2023)
- D. Sen, R. Chitra. Phys. Rev. B 51, 1922 (1995)
- O.I. Motrunich. Phys. Rev. B 73, 155115 (2006)
- A.O. Leonov, T.L. Monchesky, N. Romming, A. Kubetzka, A.N. Bogdanov, R. Wiesendanger. New J. Phys. 18, 065003 (2016)
- R.M. Menezes, J.F.S. Neto, C.C. de Souza Silva, M.V. Milosevic. Phys. Rev. B 100, 014431 (2019)
- J. Pearl. Appl. Phys. Lett. 5, 65 (1964)
- A.A. Abrikosov. Fundamentals of the Theory of Metals. North-Holland, Amsterdam (1988)
- G. Carneiro, E.H. Brandt. Phys. Rev. B 61, 6370 (2000)
- X. Wang, H. Yuan, M.X. Wang. Commun. Phys. 1, 1 (2018)
- В.Ю. Ирхин, Ю.П. Ирхин. Электронная структура, корреляционные эффекты и физические свойства d- и f-переходных металлов и их соединений. РХД, М. (2008). 476 с
- Y. Xie, A. Qian, B. He, Y.-B. Wu, Sh. Wang, B. Xu, G. Yu, X. Han, X.G. Qiu. Phys. Rev. Lett 133, 166706 (2024)
- M. Beg, M. Lang, H. Fangohr. IEEE Trans. Magn. 58, 1 (2022).