title: Stability and dynamics of magnetic skyrmions
metadata.name: dc.contributor.advisor
metadata.value: Попов Игорь Юрьевич
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.author
metadata.value: Поткина Мария Николаевна
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.author
metadata.value: Potkina Mariia
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.contributor.editor
metadata.value: Уздин Валерий Моисеевич
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.editor
metadata.value: Uzdin Valerii Moiseevich
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.date.accessioned
metadata.value: 2018-07-25T20:34:57Z
metadata.lang: -
metadata.name: dc.date.available
metadata.value: 2018-07-25T20:34:57Z
metadata.lang: -
metadata.name: dc.date.issued
metadata.value: 2017
metadata.lang: -
metadata.name: dc.identifier.other
metadata.value: 016949
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.identifier.uri
metadata.value: http://hdl.handle.net/11701/11672
metadata.lang: -
metadata.name: dc.description.abstract
metadata.value: Магнитные скирмионы, представляющие собой локализованные спиновые структуры с топологическим зарядом, благодаря малым размерам и высокой подвижности являются одними из наиболее перспективных кандидатов для создания сверхплотной и сверхбыстрой магнитной памяти. Для использования их в качестве элементов памяти важна информация об их устойчивости относительно тепловых флуктуаций и внешних воздействий. В работе в рамках теории переходного состояния получены оценки для активационных барьеров, определяющих времена жизни скирмионов в условиях ограниченной геометрии и в присутствии дефектов атомного масштаба.   Многомерная энергетическая поверхность системы строилась на основе гамильтониана гейзенберговского типа, включающего обменное взаимодействие между ближайшими соседями, энергию анизотропии, взаимодействие Дзялошинского-Мория и зеемановскую энергию взаимодействия со внешним полем. Геодезическим методом подталкивания упругой лентой на энергетической поверхности находились пути с минимальным перепадом энергии, максимумы вдоль которых определяют активационные барьеры для соответствующих переходов: аннигиляции и нуклеации скирмионов на треке конечной ширины, локализации и отрыва скирмиона от примеси, проход скирмиона через сужение на треке и др.       Для параметров, соответствующих системе Pd/Fe/Ir(111), в которой скирмионы наблюдались экспериментально,  показано, что активационные барьеры для аннигиляции, и для нуклеации скирмиона на границе трека меньше, чем в центре при всех значениях ширины трека. Поэтому способ записи и уничтожения скирмионов на границе требует меньших энергетических затрат, что  важно для приложений в будущих устройствах памяти на основе скирмионов.  Было исследовано поведение скирмиона на треке с сужением и найдены энергетические барьеры, необходимые для прохода скирмиона. При этом для достаточно узкого трека предсказан механизм прохода скирмиона, сопровождающийся превращением его в доменную стенку и обратно.   Изучен вопрос о влиянии немагнитных дефектов, а также совместное влияние дефектов и конечных размеров образца на устойчивость скирмионов.  Получено объяснение наблюдаемой экспериментально  локализации скирмионов на дефектах и того факта, что под действием спин-поляризованного тока с иглы туннельного микроскопа скирмионы рождаются, как правило, вблизи дефектов.   На основе доказанного расчетами эффекта локализации скирмионов на немагнитных дефектах предложена идея реализации трека для скирмионов в виде дорожки из немагнитных дефектов. Определено оптимальное расстояние между такими дефектами.    Список публикаций    1. М.Н.Поткина, И.С.Лобанов, В.М.Уздин «Устойчивость магнитных скирмионов в пространственно ограниченных системах», сборник трудов международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника», том 1, с. 226,  Нижний Новгород, 12-17 марта, 2017 г.  http://nanosymp.ru/ru/index    2. Valery M. Uzdin, Maria N. Potkina, Igor S. Lobanov, Hannes Jónsson "The effect of confined geometry and defects on the thermal stability of skyrmions",  Abstracts of 11th Symposium on Hysteresis Modeling and Micromagnetics (HMM 2017), Barselona, May, 29th to 31st 2017. https://sites.google.com/site/hmmbcn2017/program/abstracts    3. Valery M. Uzdin, Maria N. Potkina, Igor S. Lobanov, Pavel F. Bessarab, Hannes Jónsson "The effect of confinement and defects on the thermal stability of skyrmions" // Physica B (in print).  https://arxiv.org/abs/1705.02930    4. Uzdin V.M., Potkina M.N., Lobanov I.S., Jónsson H. «Energy surface and lifetime of magnetic skyrmions», принят в качестве приглашенного доклада, https://mism.magn.ru/en/
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.description.abstract
metadata.value: The stability of topologically protected skyrmionic states in confined geometry is investigated within the framework of the transition state theory for magnetic degrees of freedom. Activation barriers separating the skyrmion and the ferromagnetic states are calculated using geodesic nudged elastic band method (GNEB). Skyrmion on a track with a variable width is considered. The effect of nonmagnetic impurities on the stability of the skyrmion is investigated. A theoretical confirmation of the skyrmion localization on impurities, observed in the experiment, is obtained. The new design of impurity racetrack for future memory devices is proposed.      The list of the publications    1. M.N.Potkina, I.S.Lobanov, V.M.Uzdin "Stability of magnetic skyrmions in spatially constricted systems",  book of abstracts of the international symposium "Nanophysics and Nanoelectronics", volume 1, p. 226, Nizhny Novgorod, March 12-17, 2017. http://nanosymp.ru/ru/index  2. Valery M. Uzdin, Maria N. Potkina, Igor S. Lobanov, Hannes Jónsson "The effect of confined geometry and defects on the thermal stability of skyrmions",  Abstracts of 11th Symposium on Hysteresis Modeling and Micromagnetics (HMM 2017), Barselona, May, 29th to 31st 2017. https://sites.google.com/site/hmmbcn2017/program/abstracts    3. Valery M. Uzdin, Maria N. Potkina, Igor S. Lobanov, Pavel F. Bessarab, Hannes Jónsson "The effect of confinement and defects on the thermal stability of skyrmions" // Physica B (in print).  https://arxiv.org/abs/1705.02930    4. Uzdin V.M., Potkina M.N., Lobanov I.S., Jónsson H. «Energy surface and lifetime of magnetic skyrmions», accepted as an invited report, https://mism.magn.ru/en/
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.language.iso
metadata.value: ru
metadata.lang: -
metadata.name: dc.subject
metadata.value: Скирмионы
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: магнитная память
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: магнитные наносистемы
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: устойчивость
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: путь с минимальным перепадом энергии
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: Skyrmions
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: magnetic memory
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: magnetic nanosystems
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: stability
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: minimum energy path
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.title
metadata.value: Stability and dynamics of magnetic skyrmions
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.title.alternative
metadata.value: Устойчивость и динамика магнитных скирмионов
metadata.lang: ru_RU
resources.filename: Diplom.pdf
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/11672/1/Diplom.pdf
resources.format: Adobe PDF
resources.description: Article
resources.size: 6,11 MB
resources.filename: reviewSV_OTZIV-RUK.PDF
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/11672/2/reviewSV_OTZIV-RUK.PDF
resources.format: Adobe PDF
resources.description: ReviewSV
resources.size: 180,36 kB
resources.filename: reviewSV_Rec.pdf
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/11672/4/reviewSV_Rec.pdf
resources.format: Adobe PDF
resources.description: ReviewRev
resources.size: 1,63 MB
resources.filename: reviewSV_stt02202_Popov_Igor_YUrevich_(reviewer)(Ru).txt
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/11672/6/reviewSV_stt02202_Popov_Igor_YUrevich_%28reviewer%29%28Ru%29.txt
resources.format: Text
resources.description: ReviewRev
resources.size: 5,43 kB
resources.filename: reviewSV_st008863_Uzdin_Valerij_Moiseevich_(supervisor)(Ru).txt
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/11672/7/reviewSV_st008863_Uzdin_Valerij_Moiseevich_%28supervisor%29%28Ru%29.txt
resources.format: Text
resources.description: ReviewSV
resources.size: 2,38 kB