論文の概要: Impact of the honeycomb spin-lattice on topological magnons and edge states in ferromagnetic 2D skyrmion crystals

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.02192v1
• Date: Mon, 02 Jun 2025 19:29:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-05 01:42:09.366223
• Title: Impact of the honeycomb spin-lattice on topological magnons and edge states in ferromagnetic 2D skyrmion crystals
• Title（参考訳）: 強磁性2Dスカイミオン結晶のトポロジカルマグノンとエッジ状態に及ぼすハニカムスピン格子の影響
• Authors: Doried Ghader, Bilal Jabakhanji,
• Abstract要約: 二次元ハニカム格子上に安定化した強磁性スカイミオン結晶(SkXs)のマグノンバンドトポロジーと関連するトポロジーエッジ状態(TESs)を理論的に検討した。 特定の特徴マグノンモード(楕円歪みや三角形歪みモードなど)は、三角ベースのSkXに存在しない自明なチャーン数を取得する。 この研究はさらにマグノントポロジーの顕著なリッチさを明らかにし、磁場駆動のスカイミオン変形によって生じる65個の異なるトポロジカルマグノン相を同定した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We theoretically investigate the magnon band topology and associated topological edge states (TESs) in Neel-type ferromagnetic skyrmion crystals (SkXs) stabilized on a two-dimensional honeycomb lattice, using parameters relevant to monolayer CrI3. Employing stochastic Landau-Lifshitz-Gilbert simulations and discrete Holstein-Primakoff bosonization, we analyze the impact of the honeycomb spin-lattice structure on the magnonic spectrum, in contrast to the extensively studied triangular spin-lattice SkXs. Our analysis identifies topological features unique to the honeycomb lattice. In particular, certain characteristic magnon modes (e.g., elliptical distortion and triangular distortion modes) acquire nontrivial Chern numbers absent in triangular-based SkXs. Moreover, contrary to predictions based on triangular spin-lattice SkXs, we find that the counterclockwise (CCW)-breathing magnonic gap exhibits topological behavior only at large Dzyaloshinskii-Moriya interactions (DMI), losing its universality with decreasing DMI strength. Meanwhile, the second magnon gap consistently hosts robust TESs across the entire range of DMI and magnetic fields studied, closing at critical fields through field-induced topological phase transitions. The study further uncovers a remarkable richness in the magnon topology, identifying 65 distinct topological magnon phases generated by magnetic-field-driven skyrmion deformation. These findings underscore the profound role of lattice geometry in shaping magnon topology in non-collinear spin textures.
• Abstract（参考訳）: 2次元ハニカム格子上に安定化したネエル型強磁性スカイミオン結晶(SkXs)のマグノンバンドトポロジーとそれに伴うトポロジーエッジ状態(TESs)を,単層CrI3に関連するパラメータを用いて理論的に検討した。 確率論的ランダウ・リフシッツ・ギルベルトシミュレーションと離散ホルシュタイン・プリマコフボゾン化を用いて、ハニカムスピン格子構造がマグノンスペクトルに与える影響を、広範囲に研究された三角スピン格子skXと対照的に解析する。 本分析では,ハニカム格子に特有のトポロジ的特徴を同定する。 特に、特定の特徴マグノンモード(例えば楕円歪みや三角形歪みモード)は、三角形ベースのSkXに存在しない非自明なチャーン数を取得する。 さらに、三角形のスピン格子SkXに基づく予測とは対照的に、反時計回り(CCW)のマグノニクスギャップは、DMI(Dzyaloshinskii-Moriya interaction)の大きな相互作用においてのみ位相的挙動を示し、DMI強度の低下によってその普遍性を失う。 一方、第2のマグノンギャップは、DMIと磁場の全範囲にわたって安定なTESを常にホストし、磁場誘起トポロジカル相転移を通じて臨界磁場を閉じる。 この研究はさらにマグノントポロジーの顕著なリッチさを明らかにし、磁場駆動のスカイミオン変形によって生じる65個の異なるトポロジカルマグノン相を同定した。 これらの結果は、非コリニアスピンテクスチャにおけるマグノントポロジーの形成における格子幾何学の深い役割を浮き彫りにした。

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