論文の概要: Design of 2D Skyrmionic Metamaterial Through Controlled Assembly

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.10874v1
• Date: Fri, 16 Feb 2024 18:20:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-19 14:52:54.644234
• Title: Design of 2D Skyrmionic Metamaterial Through Controlled Assembly
• Title（参考訳）: 制御アセンブリによる2次元空力メタマテリアルの設計
• Authors: Qichen Xu, Zhuanglin Shen, Alexander Edstr\"om, I. P. Miranda, Zhiwei Lu, Anders Bergman, Danny Thonig, Wanjian Yin, Olle Eriksson, Anna Delin
• Abstract要約: 本研究は, 単層膜内における超イオン性メタマテリアルの構築経路に焦点を当てる。 いくつかの有望な格子状、フレーク状、および驚くほど安定な細胞状スカイミオン性メタマテリアルを提案する。 地磁気の安定化と調査のための制御組立プロトコルを統合するための新しい手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 32.73124984242397
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Despite extensive research on magnetic skyrmions and antiskyrmions, a significant challenge remains in crafting nontrivial high-order skyrmionic textures with varying, or even tailor-made, topologies. We address this challenge, by focusing on a construction pathway of skyrmionics metamaterial within a monolayer thin film and suggest several promising lattice-like, flakes-like, and cell-like skyrmionic metamaterials that are surprisingly stable. Central to our approach is the concept of 'simulated controlled assembly', in short, a protocol inspired by 'click chemistry' that allows for positioning topological magnetic structures where one likes, and then allowing for energy minimization to elucidate the stability. Utilizing high-throughput atomistic-spin-dynamic (ASD) simulations alongside state-of-the-art AI-driven tools, we have isolated skyrmions (topological charge Q=1), antiskyrmions (Q=-1), and skyrmionium (Q=0). These entities serve as foundational 'skyrmionic building blocks' to forming reported intricate textures. In this work, two key contributions are introduced to the field of skyrmionic systems. First, we present a novel method for integrating control assembly protocols for the stabilization and investigation of topological magnets, which marks a significant advancement in the ability to explore new skyrmionic textures. Second, we report on the discovery of skyrmionic metamaterials, which shows a plethora of complex topologies that are possible to investigate theoretically and experimentally.
• Abstract（参考訳）: 磁気スキャミオンやアンチスキャミオンに関する広範な研究にもかかわらず、様々な、あるいは仕立て屋のトポロジーを持つ非自明な高次スキャミオンテクスチャを作成することは重要な課題である。 我々は,単層薄膜中のskyrmionicsメタマテリアルの構築経路に着目し,驚くほど安定な格子状,フレーク状,細胞状skyrmionicメタマテリアルを複数提案する。 私たちのアプローチの中心は、「シミュレーション制御アセンブリ」という概念であり、要するに「クリック化学」にインスパイアされたプロトコルは、好きなトポロジカル磁気構造の位置決めを可能にし、エネルギーの最小化によって安定性が解明される。 高出力原子-スピン力学(ASD)シミュレーションと最先端のAI駆動ツールを併用して、天空(位相電荷Q=1)、反天空(Q=-1)、天空(Q=0)を分離した。 これらの実体は、報告された複雑なテクスチャを形成するための基礎的な「スケモニック建築ブロック」として機能する。 本研究では、skyrmionic systemsの分野に2つの重要な貢献が紹介されている。 まず, トポロジカルマグネットの安定化と探索のための制御アセンブリプロトコルを統合する新しい手法を提案する。 第2にskyrmionicメタマテリアルの発見について報告し, 理論的および実験的に研究できる複雑なトポロジーが多数存在することを示した。

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