Control of topological defects in space and time: Floquet skyrmionics

空间和时间拓扑缺陷的控制：Floquet斯格明子学

• 批准号: 403505545
• 负责人: Professor Dr. Achim Rosch
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Theoretische Physik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2017-12-31 至 2022-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/403505545?language=en
• 关键词: Control; topological; defects; space; time

The control of both the single-skyrmion dynamics and the interactions between skyrmions is a major goal in the field of skyrmionics. Nanostructuring in space is a key to realize functionalities of skyrmion devices. Within the project, we want to explore how nanostructuring in space can be combined with nanostructuring in time. Here we will focus on the, perhaps, simplest possible setup: skyrmions in the presence of a periodic, time dependent field. For example, it is possible to induce unidirectional motion of a single skyrmion driven by an oscillating magnetic field. We will investigate how oscillating fields influence the skyrmion‐skyrmion interaction, the skyrmion‐wall interaction and, more generally, the dynamics of skyrmions in nanostructures. We will use micromagnetic simulations in real time and analytic approaches. Using the Floquet formalism, we will develop a theory of forces on skyrmions and of excitations in driven magnetic systems. Besides the control of the skyrmions itself, also the control of spin- and heat current interacting with the skyrmions will be a focus of our investigations. An important element of the project is the close collaboration with experimental groups.

单斯格明子动力学和斯格明子之间相互作用的控制是斯格明子学领域的一个主要目标。空间纳米结构是实现斯格明子器件功能的关键。在该项目中，我们希望探索空间纳米结构如何与时间纳米结构相结合。在这里，我们将重点关注也许是最简单的可能设置：存在周期性、时间相关场的斯格明子。例如，可以引起由振荡磁场驱动的单个斯格明子的单向运动。我们将研究振荡场如何影响斯格明子-斯格明子相互作用、斯格明子-壁相互作用，以及更一般地说，纳米结构中斯格明子的动力学。我们将使用实时微磁模拟和分析方法。使用 Floquet 形式，我们将发展一种斯格明子力和驱动磁系统中的激励理论。除了斯格明子本身的控制之外，与斯格明子相互作用的自旋流和热流的控制也将是我们研究的重点。该项目的一个重要组成部分是与实验小组的密切合作。