RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 12, 2025
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2025

 / 

Ноябрь

←  →

К 60-летию Института теоретической физики имени Л.Д. Ландау. Обзоры актуальных проблем


Влияние вихрей Пирла на форму и положение скирмионов типа Нееля в гетероструктурах сверхпроводник—киральный ферромагнетик

 а, б, †  в, ‡  а
а Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН, просп. Академика Семенова 1А, Черноголовка, Московская обл., 142432, Российская Федерация
б Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», ул. Мясницкая 20, Москва, 101000, Российская Федерация
в Dahlem Center for Complex Quantum Systems, Department of Physics, Freie Universität Berlin, Arnimallee 14, Berlin, 14195, Germany

Представлен обзор недавних работ, выполненных в Институте теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН, по изучению влияния сверхпроводящего вихря на форму и положение скирмионов типа Нееля в гетероструктурах сверхпроводник—киральный ферромагнетик. На основе аналитических и численных подходов предсказан ряд эффектов, вызванных неоднородным магнитным полем вихря: значительное увеличение радиуса или изменение киральности скирмиона в случае соосного расположения вихря и скирмиона, модификация формы скирмиона в случае эксцентрической конфигурации. Обсуждаются недавние эксперименты по изучению рассматриваемых эффектов.

Текст pdf (1,6 Мб)
Ключевые слова: сверхпроводники, киральные ферромагнетики, вихри, скирмионы
PACS: 12.39.Dc, 74.78.Fk, 75.70.−i (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2025.05.039936
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2025/11/c/
Цитата: Апостолов С С, Андрияхина Е С, Бурмистров И С "Влияние вихрей Пирла на форму и положение скирмионов типа Нееля в гетероструктурах сверхпроводник—киральный ферромагнетик" УФН 195 1157–1178 (2025)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 7 марта 2025, доработана: 29 апреля 2025, 28 мая 2025

English citation: Apostoloff S S, Andriyakhina E S, Burmistrov I S “Effect of Pearl vortices on shape and position of Néel-type skyrmions in superconductor—chiral ferromagnet heterostructures” Phys. Usp. 68 (11) (2025); DOI: 10.3367/UFNe.2025.05.039936

Список литературы (110) ↓

  1. Skyrme T H R Proc. R. Soc. London A 260 127 (1961)
  2. Skyrme T H R Proc. R. Soc. London A 262 237 (1961)
  3. Skyrme T H R Nucl. Phys. 31 556 (1962)
  4. Sondhi S L et al Phys. Rev. B 47 16419 (1993)
  5. Khawaja U A, Stoof H Nature 411 918 (2001)
  6. Volovik G E The Universe in a Helium Droplet (Oxford: Clarendon Press, 2003)
  7. Богданов А Н, Яблонский Д А ЖЭТФ 95 178 (1989); Bogdanov A N, Yablonskii D A Sov. Phys. JETP 68 101 (1989)
  8. Борисов А Б УФН 190 291 (2020); Borisov A B Phys. Usp. 63 269 (2020)
  9. Abrikosov A A Fundamentals of the Theory of Metals (Amsterdam: North-Holland, 1988); Пер. с русск. яз., Абрикосов А А Основы теории металлов (М.: Наука, 1987)
  10. Ryazanov V V et al J. Low Temp. Phys. 136 385 (2004)
  11. Lyuksyutov I F, Pokrovsky V L Adv. Phys. 54 67 (2005)
  12. Buzdin A I Rev. Mod. Phys. 77 935 (2005)
  13. Bergeret F S, Volkov A F, Efetov K B Rev. Mod. Phys. 77 1321 (2005)
  14. Eschrig M Rep. Prog. Phys. 78 104501 (2015)
  15. Back C et al J. Phys. D 53 363001 (2020)
  16. Göbel B, Mertig I, Tretiakov O A Phys. Rep. 895 1 (2021)
  17. Zlotnikov A O, Shustin M S, Fedoseev A D J. Supercond. Nov. Magn. 34 3053 (2021)
  18. Petrović A P et al Phys. Rev. Lett. 126 117205 (2021)
  19. Machain P "Skyrmion-vortex interactions in chiral-magnet/superconducting hybrid systems" Doctoral Thesis (Singapore: Nanyang Technological Univ., 2021)
  20. Xie Y-J et al Phys. Rev. Lett. 133 166706 (2024)
  21. Yokoyama T, Linder J Phys. Rev. B 92 060503 (2015)
  22. Pershoguba S S, Nakosai S, Balatsky A V Phys. Rev. B 94 064513 (2016)
  23. Pöyhönen K et al Phys. Rev. B 94 214509 (2016)
  24. Туманов В А, Зайцева В Е, Прошин Ю Н Письма в ЖЭТФ 116 443 (2022); Tumanov V A, Zaitseva V E, Proshin Yu N JETP Lett. 116 449 (2022)
  25. Chen W, Schnyder A P Phys. Rev. B 92 214502 (2015)
  26. Yang G et al Phys. Rev. B 93 224505 (2016)
  27. Güngördü U, Sandhoefner S, Kovalev A A Phys. Rev. B 97 115136 (2018)
  28. Mascot E et al Phys. Rev. B 100 184510 (2019)
  29. Rex S, Gornyi I V, Mirlin A D Phys. Rev. B 100 064504 (2019)
  30. Garnier M, Mesaros A, Simon P Commun. Phys. 2 126 (2019)
  31. Rex S, Gornyi I V, Mirlin A D Phys. Rev. B 102 224501 (2020)
  32. Güngördü U, Kovalev A A J. Appl. Phys. 132 041101 (2022)
  33. Nothhelfer J et al Phys. Rev. B 105 224509 (2022)
  34. Konakanchi S T et al Phys. Rev. Research 5 033109 (2023)
  35. Hals K M D, Schecter M, Rudner M S Phys. Rev. Lett. 117 017001 (2016)
  36. Baumard J et al Phys. Rev. B 99 014511 (2019)
  37. Dahir S "Ferromagnetic superconducting heterostructures with magnetic skyrmions" Master's Thesis (Bochum: Ruhr-Univ. Bochum, 2018)
  38. Dahir S M, Volkov A F, Eremin I M Phys. Rev. Lett. 122 097001 (2019)
  39. Menezes R M et al Phys. Rev. B 100 014431 (2019)
  40. Dahir S M, Volkov A F, Eremin I M Phys. Rev. B 102 014503 (2020)
  41. Andriyakhina E S, Burmistrov I S Phys. Rev. B 103 174519 (2021)
  42. Андрияхина Е С, Апостолофф С, Бурмистров И С Письма в ЖЭТФ 116 801 (2022); Andriyakhina E S, Apostoloff S, Burmistrov I S JETP Lett. 116 825 (2022)
  43. Apostoloff S S et al Phys. Rev. B 107 L220409 (2023)
  44. Apostoloff S S, Andriyakhina E S, Burmistrov I S Phys. Rev. B 109 104406 (2024)
  45. Nayak C et al Rev. Mod. Phys. 80 1083 (2008)
  46. Kitaev A Yu Usp. Fiz. Nauk 171 (Suppl. 10) 131 (2001)
  47. Kitaev A Yu Ann. Physics 303 2 (2003)
  48. Oreg Y, Refael G, von Oppen F Phys. Rev. Lett. 105 177002 (2010)
  49. Lutchyn R M, Sau J D, Das Sarma S Phys. Rev. Lett. 105 077001 (2010)
  50. Sau J D et al Phys. Rev. Lett. 104 040502 (2010)
  51. Mourik V et al Science 336 1003 (2012)
  52. Das A et al Nature Phys. 8 887 (2012)
  53. Sun K, Shah N Phys. Rev. B 91 144508 (2015)
  54. Sato M, Ando Y Rep. Prog. Phys. 80 076501 (2017)
  55. Nakosai S, Tanaka Y, Nagaosa N Phys. Rev. B 88 180503 (2013)
  56. Everschor-Sitte K et al J. Appl. Phys. 124 240901 (2018)
  57. Hassan M et al Nature Phys. 20 615 (2024)
  58. Kuznetsov M A, Mukhamatchin K R, Fraerman A A "Effective interfacial Dzyaloshinskii—Moriya interaction and skyrmion stabilization in ferromagnet/paramagnet and ferromagnet/superconductor hybrid systems" Phys. Rev. B 107 184428 (2023); Kuznetsov M A, Mukhamatchin K R, Fraerman A A arXiv:2212.07315
  59. Pearl J Appl. Phys. Lett. 5 65 (1964)
  60. Carneiro G, Brandt E H Phys. Rev. B 61 6370 (2000)
  61. Seng B et al Adv. Funct. Mater. 31 2102307 (2021)
  62. Yang L et al Adv. Mater. 36 2403274 (2024)
  63. Kathyat D S, Sengupta P Phys. Rev. B 110 144409 (2024)
  64. Shustin M S, Stepanenko V A, Dzebisashvili D M Phys. Rev. B 107 195428 (2023)
  65. Федосеев А Д, Шустин М С, Дзебисашвили Д М Письма в 120 539 (2024); Fedoseev A D, Shustin M S, Dzebisashvili D M JETP Lett. 120 517 (2024)
  66. Miltat J E, Donahue M J "Numerical micromagnetics: Finite difference methods" Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials (New York: John Wiley and Sons, 2007)
  67. Donahue M J, Porter D G "OOMMF User's Guide, Version 1.0" Report NISTIR 6376 (Gaithersburg, MD: National Institute of Standards and Technology, 1999)
  68. Beg M, Lang M, Fangohr H IEEE Trans. Magn. 58 7300205 (2022)
  69. Brown W F Micromagnetics (New York: Interscience Publ., 1963)
  70. Landau L, Lifshitz E Phys. Z. Sowjetunion 8 153 (1935)
  71. Gilbert T L IEEE Trans. Magn. 40 3443 (2004)
  72. Tanguy C "Counting the number of bound states of two-dimensional screened Coulomb potentials: A semiclassical approach" cond-mat/0106184
  73. Федосеев А Д, Шустин М С, Дзебисашвили Д М Физика твердого тела 67 1298 (2025)
  74. Кузнецов М А, Фраерман А А ЖЭТФ 164 514 (2023); Kuznetsov M A, Fraerman A A J. Exp. Theor. Phys. 137 442 (2023)
  75. Pizzini S et al Phys. Rev. Lett. 113 047203 (2014)
  76. Moreau-Luchaire C et al Nature Nanotechnol. 11 444 (2016)
  77. Pollard S et al Nature Commun. 8 14761 (2017)
  78. Cao J et al Sci. Rep. 8 1355 (2018)
  79. Ryu K-S et al Nature Commun. 5 3910 (2014)
  80. Petrović A P et al "Colloquium: Quantum properties and functionalities of magnetic skyrmions" Rev. Mod. Phys. 97 031001 (2025); Petrović A P et al arXiv:2410.11427
  81. Maxfield B W, McLean W L Phys. Rev. 139 A1515 (1965)
  82. Liu L, Chen W, Zheng Y Phys. Rev. Lett. 131 246701 (2023)
  83. Davies C S et al Phys. Rev. B 92 020408 (2015)
  84. Braun H-B Phys. Rev. B 50 16485 (1994)
  85. Hertel R, Wulfhekel W, Kirschner J Phys. Rev. Lett. 93 257202 (2004)
  86. Hämäläinen S J et al Nature Commun. 9 4853 (2018)
  87. Laliena V, Athanasopoulos A, Campo J Phys. Rev. B 105 214429 (2022)
  88. Iwasaki J, Beekman A J, Nagaosa N Phys. Rev. B 89 064412 (2014)
  89. Schütte C, Garst M Phys. Rev. B 90 094423 (2014)
  90. Aristov D N, Kravchenko S S, Sorokin A O Письма в ЖЭТФ 102 511 (2015); Aristov D N, Kravchenko S S, Sorokin A O JETP Lett. 102 455 (2015)
  91. Golovchanskiy I A et al Adv. Funct. Mater. 28 1802375 (2018)
  92. Golovchanskiy I A et al J. Appl. Phys. 127 093903 (2020)
  93. Yu T, Bauer G E W Phys. Rev. Lett. 129 117201 (2022)
  94. Silaev M Phys. Rev. Applied 18 L061004 (2022)
  95. Golovchanskiy I A et al Phys. Rev. Applied 19 034025 (2023)
  96. Borst M et al Science 382 430 (2023)
  97. Kharlan J et al Phys. Rev. Applied 21 064007 (2024)
  98. Dobrovolskiy O V et al Nature Phys. 15 477 (2019)
  99. Niedzielski B, Jia C L, Berakdar J Phys. Rev. Applied 19 024073 (2023)
  100. Bobkova I V et al Commun. Mater. 3 95 (2022)
  101. Катков Д С, Апостолов С С, Бурмистров И С Письма в ЖЭТФ 120 681 (2024); Katkov D S, Apostoloff S S, Burmistrov I S JETP Lett. 120 655 (2024)
  102. Neta J F, de Souza Silva C C Phys. Rev. Lett. 128 057001 (2022)
  103. Timofeev V E, Sorokin A O, Aristov D N Phys. Rev. B 103 094402 (2021)
  104. Timofeev V E, Aristov D N Phys. Rev. B 105 024422 (2022)
  105. Барьяхтар В Г, Львов В А, Яблонский Д А Письма в ЖЭТФ 37 565 (1983); Bar'yakhtar V G, L'vov V A, Yablonskii D A JETP Lett. 37 673 (1983)
  106. Mostovoy M Phys. Rev. Lett. 96 067601 (2006)
  107. Dzyaloshinskii I "Magnetoelectricity in ferromagnets" Europhys. Lett. 83 67001 (2008)
  108. Logginov A S et al Appl. Phys. Lett. 93 182510 (2008)
  109. Пятаков А П и др УФН 185 1077 (2015); Pyatakov A P et al Phys. Usp. 58 981 (2015)
  110. Pyatakov A P et al J. Magn. Magn. Mater. 383 255 (2015)
© Успехи физических наук, 1918–2025
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение