Goldstone Mode of Skyrmion Crystal

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

We discuss the Goldstone mode of skyrmion crystal in a model of two-dimensional ferromagnet with the Dzyaloshinskii–Moriya interaction in magnetic field. We use stereographic projection approach to construct skyrmion crystal and consider skyrmion displacement field. The small overlap of the individual skyrmion images restricts the potential energy to the interaction of nearest neighboring displacements. The closed form of the Goldstone mode dispersion is found and its dependence on the magnetic field is studied. We use semiclassical quantization to define the Green’s function and show that the propagation of displacements through the crystal changes its tensorial form from anisotropic to isotropic one at large times.

About the authors

V. E. Timofeev

Petersburg Nuclear Physics Institute, National Research Center Kurchatov Institute;St. Petersburg State University

Email: victor.timofeev@thd.pnpi.spb.ru
188300, Gatchina, Russia;199034, St. Petersburg, Russia

D. N. Aristov

Petersburg Nuclear Physics Institute, National Research Center Kurchatov Institute;St. Petersburg State University

Author for correspondence.
Email: Victor.Timofeev@thd.pnpi.spb.ru
188300, Gatchina, Russia;199034, St. Petersburg, Russia

References

  1. H. Vakili, J.-W. Xu, W. Zhou et al. (Collaboration), J. Appl. Phys. 130, 070908 (2021).
  2. Z. Yan, Y. Liu, Y. Guang, K. Yue, J. Feng, R. Lake, G. Yu, and X. Han, Phys. Rev. Appl. 44, 392001 (2011).
  3. N. S. Kiselev, A.N. Bogdanov, R. Sch¨afer, and U.K. R¨oßler, J. Phys. D: Appl. Phys. 44, 392001 (2011).
  4. F.H.D. Leeuw, R.V.D. Doel, and U. Enz, Rep. Prog. Phys. 138, 255 (1994).
  5. A.A. Thiele, Bell System Technical Journal 48, 3287 (1969).
  6. A. Bogdanov and A. Hubert, J. Magn. Magn. Mater. 138, 255 (1994).
  7. A.A. Thiele, Phys. Rev. Lett. 30, 230 (1973).
  8. M. Weißenhofer, L. R'ozsa, and U. Nowak, Phys. Rev. Lett. 127, 047203 (2021).
  9. A. Fert, N. Reyren, and V. Cros, Nat. Rev. Mater. 2, 1 (2017).
  10. S. Weißenhofer, B. Binz, F. Jonietz, C. Pfleiderer, A. Rosch, A. Neubauer, R. Georgii, and P. B¨oni, Science 323, 915 (2009).
  11. X. Z. Yu, N. Kanazawa, Y. Onose, K. Kimoto, W. Z. Zhang, S. Ishiwata, Y. Matsui, and Y. Tokura, Nat. Mater. 10, 106 (2010).
  12. X. Z. Yu, Y. Onose, N. Kanazawa, J.H. Park, J.H. Han, Y. Matsui, N. Nagaosa, and Y. Tokura, Nature 465, 901 (2010).
  13. N. Nagaosa and Y. Tokura, Nat. Nanotechnol. 8, 899 (2013).
  14. V.E. Timofeev, A.O. Sorokin, and D.N. Aristov, Phys. Rev. B 103, 094402 (2021).
  15. V.E. Timofeev, A.O. Sorokin, and D.N. Aristov, JETP Lett. 109, 207 (2019).
  16. A. Rold'an-Molina, A. S. Nunez, and J. Fern'andez- Rossier, New J. Phys. 18, 045015 (2016).
  17. M. Garst, J. Waizner, and D. Grundler, J. Phys. D: Appl. Phys. 50, 293002 (2017).
  18. A. Mook, J. Klinovaja, and D. Loss, Physical Review Research 2, 033491 (2020).
  19. V.E. Timofeev and D.N. Aristov, Phys. Rev. B 105, 024422 (2022).
  20. V.E. Timofeev and D.N. Aristov, JETP Lett. 117, 676 (2023).
  21. Y. Onose, Y. Okamura, S. Seki, S. Ishiwata, and Y. Tokura, Phys. Rev. Lett. 109, 037603 (2012).
  22. O. Petrova and O. Tchernyshyov, Phys. Rev. B 84, 214433 (2011).
  23. N. Mohanta, A.D. Christianson, S. Okamoto, and E. Dagotto, Communications Physics 3, 229 (2020).
  24. T. Schwarze, J. Waizner, M. Garst, A. Bauer, I. Stasinopoulos, H. Berger, C. Pfleiderer, and D. Grundler, Nat. Mater. 14, 478 (2015).
  25. T. Weber, D.M. Fobes, J. Waizner, P. Steffens, G. S. Tucker, M. B¨ohm, L. Beddrich, C. Franz, H. Gabold, R. Bewley, D. Voneshen, M. Skoulatos, R. Georgii, G. Ehlers, A. Bauer, C. Pfleiderer, P. B¨oni, M. Janoschek, and M. Garst, Science 375, 1025 (2022).
  26. K. L. Metlov, Phys. Rev. B 88, 014427 (2013).
  27. D.N. Aristov and A. Luther, Phys. Rev. B 65, 165412 (2002).
  28. R. Rajaraman, Solitons and instantons North Holland, Amsterdam, N.Y., Oxford (1982).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».