Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cond-mat > arXiv:2508.17967

帮助 | 高级搜索

凝聚态物理 > 中尺度与纳米尺度物理

arXiv:2508.17967 (cond-mat)
[提交于 2025年8月25日 ]

标题: 反铁磁螺旋子散射通过集体动力学的直接时间分辨成像揭示

标题: Antiferromagnetic Skyrmion Scattering Revealed by Direct Time-Resolved Imaging of Collective Dynamics

Authors:Mona Bhukta, Takaaki Dohi, Kilian Leutner, Maria-Andromachi Syskaki, Fabian Kammerbauer, Duc Minh Tran, Sebastian Wintz, Markus Weigand, Robert Frömter, Mathias Kläui
摘要: 散射分析提供了一种基本的方法,用于揭示粒子相互作用,这对依赖于粒子集合体的设备技术(如磁斯kyrmions)有直接的影响。 在这里,我们使用元素特异性泵浦-探测X射线显微镜,实时直接观察反铁磁(AFM)skyrmion晶格的纳秒电流驱动动力学。 通过调整自旋轨道扭矩相对于局部钉扎势,我们揭示了两种模式:非相干流动,在这种模式下,移动的skyrmion从固定的skyrmion中散射,引发具有3-20 ns弛豫的反弹动力学;以及相干流动,在这种模式下,晶格均匀地平移。 通过基于Thiele方程的逆分析方法量化可重复的脉冲后弛豫轨迹,得到了纳米尺度的AFM skyrmion-skyrmion散射势,该势以30 nm的范围呈指数衰减,与微观磁性模拟完全一致。 在更高的电流密度下,晶格表现出不受可检测的霍尔和惯性效应或动态变形影响的相干运动,从而实现了稳健的GHz操作。 这些发现建立了一个定量框架,用于AFM skyrmion相互作用,并展示了即使在非相干流动模式下,对它们集体动力学的确定性控制,跨越数十亿个周期,从而为多skyrmion自旋电子器件铺平了道路。
摘要: Scattering analysis offers a fundamental route to revealing particle interactions with direct implications for device technologies relying on ensembles of particles such as magnetic skyrmions. Here, we directly visualize, in real time, the nanosecond current-driven dynamics of an antiferromagnetic (AFM) skyrmion lattice using element-specific pump-probe X-ray microscopy. By tuning spin-orbit torque relative to local pinning potentials, we reveal two regimes: incoherent flow, where mobile skyrmions scatter from pinned ones, inducing recoil dynamics with 3-20 ns relaxation, and coherent flow, where the lattice translates uniformly. Quantification of the reproducible post-pulse relaxation trajectories via an inverse analyis method based on the Thiele equation yields the nanoscale AFM skyrmion-skyrmion scattering potential, which decays exponentially with a range of 30 nm, in full agreement with micromagnetic simulations. At higher current densities, the lattice exhibits coherent motion free from detectable Hall and inertial effects or dynamical deformation, enabling robust GHz operation. These findings establish a quantitative framework for AFM skyrmion interactions and demonstrate deterministic control of their collective dynamics over billions of cycles even in the incoherent flow regime, thereby paving the way for multi-skyrmion spintronic devices.
评论: 21页,5图
主题: 中尺度与纳米尺度物理 (cond-mat.mes-hall)
引用方式: arXiv:2508.17967 [cond-mat.mes-hall]
  (或者 arXiv:2508.17967v1 [cond-mat.mes-hall] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.17967
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Mona Bhukta [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2025 年 8 月 25 日 12:27:01 UTC (5,383 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
cond-mat
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-08
切换浏览方式为:
cond-mat.mes-hall

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号