Теоретическое исследование динамики и аномального теплового транспорта решёток магнитных скирмионов

Целью проекта является теоретический анализ динамической магнитной восприимчивости скирмионного кристалла, а также исследование аномального теплопереноса (теплового эффекта Холла) в таких системах, осуществляемого топологическими магнонами. Экспериментально решётки магнитных скирмионов были обнаружены в магнетиках без центра инверсии более десяти лет назад. Интерес к скирмионам связан, в частности, с возможностью создания на их основе новых сверхбыстрых устройств оперативной памяти. Кроме того, теоретический анализ топологических структур интересен и с точки зрения фундаментальной науки. В предлагаемом проекте планируется изучение динамической магнитной восприимчивости системы, которая является одним из ключевых объектов при описании фазы скирмионных кристаллов. Эта восприимчивость содержит полную информацию о динамике и может быть использована при анализе экспериментальных данных по неупругому рассеянию нейтронов и магнитному резонансу. Нетривиальная топология основного состояния решётки магнитных скирмионов проявляется и в свойствах элементарных возбуждений - магнонов. Топологические свойства дисперсии магнонов в скирмионных кристаллах должны приводить к аномальным транспортным свойствам, например, к тепловому эффекту Холла. Подробный анализ тензора магнитной восприимчивости и последовательная теория теплового эффекта Холла в решётках магнитных скирмионов в настоящее время отсутствует, это определяет актуальность данного исследования. Предлагаемый способ решения поставленных задач с использованием метода стереографической проекции будет применен впервые.