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Ultrafast generation of skyrmionic defects with vortex beams: printing laser profiles on magnets

机译:涡旋光束超快速产生的skyrmionic缺陷:印刷   磁铁上的激光轮廓

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摘要

Controlling electric and magnetic properties of matter by laser beams isactively explored in the broad region of condensed matter physics, includingspintronics and magneto-optics. Here we theoretically propose an application ofoptical and electron vortex beams carrying intrinsic orbital angular momentumto chiral ferro- and antiferro- magnets. We analyze the time evolution of spinsin chiral magnets under irradiation of vortex beams, by using the stochasticLandau-Lifshitz-Gilbert equation. We show that beam-driven nonuniformtemperature lead to a class of ring-shaped magnetic defects, what we callskyrmion multiplex, as well as conventional skyrmions. We discuss the properbeam parameters and the optimal way of applying the beams for the creation ofthese topological defects. Our findings provide an ultrafast scheme ofgenerating topological magnetic defects in a way applicable to both metallicand insulating chiral (anti-) ferromagnets.
机译:在包括自旋电子学和磁光学在内的凝聚态物质物理学的广阔领域中,人们积极地探索了通过激光束控制物质的电磁性质。在这里,我们从理论上提出了将具有固有轨道角动量的光学和电子涡旋光束应用于手性铁磁体和反铁磁体的方法。通过使用随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程,我们分析了旋涡手征磁体在旋流束辐照下的时间演化。我们证明了束驱动的非均匀温度会导致一类环形磁缺陷,我们称之为skyrmion复合,以及传统的skyrmion。我们讨论了适当的光束参数以及为产生这些拓扑缺陷而应用梁的最佳方法。我们的发现提供了一种适用于金属和绝缘手性(反)铁磁体的生成拓扑磁性缺陷的超快速方案。

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