Den magnetiska skyrmion är ett aktuellt hett ämne inom kondensmaterialets fysik, eftersom det är en lovande kandidat som informationsbärare för att bygga nytt minne och logiska beräkningsenheter. Rapportering i New Journal of Physics , ett kinesiskt universitet i Hongkong, Shenzhen (CUHKSZ) forskargrupp och deras medarbetare avslöjar dynamiken hos skyrmions som drivs av magnoner i trånga geometrier. De finner att positionen för en skyrmion effektivt kan manipuleras av magnonen, och belysa principen för en magnondriven skyrmionrörelse som kan vara av intresse för praktiska tillämpningar.

CUHKSZ Applied Spintronics Lab under ledning av prof. Yan Zhou och multiinstitutionella samarbetspartners rapporterar i detalj rörelsen och dynamiken hos en isolerad skyrmion i en magnetisk nanotråd som drivs av magnoniska momentumöverföringskrafter. Gruppens resultat visar att skyrmionbanan bestäms av ett samspel mellan båda krafterna på grund av magnon och enhetsgräns i begränsade geometrier. De tycker att skyrmion lockas till drivskiktet och accelereras av den avstötande kraften på grund av enhetens gräns. Forskarna fann också att när en skyrmion skjuts in i drivlagret av en stark drivmagnon, skyrmions hastighet sjunker betydligt, och resulterar så småningom i skyrmionens förstörelse. Dessa nya resultat ger en guide för framtida experimentella studier om skyrmions rörelse i trånga geometrier som drivs av magnoner.

"Tidigare studier föreslog att skyrmion rör sig mot magnonkällan på grund av spridning av magnon-skyrmion, men vi märkte att när skyrmion är nära enhetens kant, det visar olika dynamiska beteenden, som styrs av både drivkraften och den avstötande potentialen som uppstår från kanten, "sa CUHKSZ -forskaren Xichao Zhang, studiens första författare.

"Skyrmions fysik är komplicerad i trånga geometrier på grund av närvaron av skyrmion-edge-interaktioner. Vi övervägde två uppställningar där magnoner är exciterade antingen längsgående eller tvärs mot nanotrack-kanten. Vi finner att den längsgående körningen är mindre effektiv dels på grund av dämpning av magnonen, "sa Jing Xia, en annan författare till studien. Xia är doktorand. student vid Tekniska högskolan och är medlem i gruppen som leds av prof. Yan Zhou.

"Scheman för magnondrivna skyrmionrörelser kan erbjuda energieffektiva sätt att överföra information i skyrmionsbaserade racerbaneminne och kretsar, vilket kan bana väg för nästa generations skyrmioniska apparapplikationer, "sa Yan Zhou, docent vid Tekniska högskolan och direktören för CUHKSZ Applied Spintronics Lab.