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通过局部加热来创造斯格明子和反斯格明子。

Creation of skyrmions and antiskyrmions by local heating.

机构信息

RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS), Wako 351-0198, Japan.

1] RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS), Wako 351-0198, Japan [2] Department of Applied Physics, University of Tokyo, 7-3-1, Hongo, Tokyo 113-8656, Japan.

出版信息

Nat Commun. 2014 Oct 17;5:5148. doi: 10.1038/ncomms6148.

DOI:10.1038/ncomms6148
PMID:25322803
Abstract

Heating a system usually increases entropy and destroys order. However, there are also cases where heating gives a system the energy to overcome the potential barrier to reach a state with a nontrivial ordered pattern. Whether heating can manipulate the topological nature of the system is especially important. Here, we theoretically show by microsimulation that local heating can create topological magnetic textures, skyrmions, in a ferromagnetic background of chiral magnets and dipolar magnets. The resulting states depend sharply on intensity and spot size of heating, as well as the interaction to stabilize the skyrmions. Typically, the creation process is completed within 0.1 ns and 10 nm at the shortest time and smallest size, and these values can be longer and larger according to the choice of system. This finding will lead to the creation of skyrmions at will, which constitutes an important step towards their application to memory devices.

摘要

加热系统通常会增加熵并破坏秩序。然而,也有一些情况下,加热会给系统提供能量,以克服势垒,达到具有非平凡有序模式的状态。加热是否可以操纵系统的拓扑性质尤为重要。在这里,我们通过微模拟理论上表明,局部加热可以在手性磁体和偶极磁体的铁磁背景中产生拓扑磁纹理,即斯格明子。所得到的状态强烈取决于加热的强度和光斑大小,以及稳定斯格明子的相互作用。通常,在最短的时间和最小的尺寸下,创建过程在 0.1ns 内完成,在 10nm 内完成,根据系统的选择,这些值可以更长或更大。这一发现将导致斯格明子的任意产生,这是朝着将其应用于存储设备迈出的重要一步。

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Creation of skyrmions and antiskyrmions by local heating.通过局部加热来创造斯格明子和反斯格明子。
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