Энергия активации и механизмы коллапса скирмионов в синтетических антиферромагнетиках

Механизмы коллапса скирмионных структур в синтетических антиферромагнетиках (САФ) и энергия активации таких процессов изучается в рамках теории переходного состояния на основе анализа многомерной энергетической поверхности системы и построения путей с минимальным перепадом энергии между соответствующими состояниями. САФ состоит из двух тонких ферромагнитных пленок, разделенных немагнитной металлической прослойкой, электроны проводимости которой обеспечивают антиферромагнитное межслойное обменное взаимодействие. Используется дискретная модель гейзенберговского типа, включающая симметричный и антисимметричный обмен в каждом слое, взаимодействие со внешним магнитным полем и указанное выше межслойное обменное взаимодействие. Воспроизведены наблюдаемые экспериментально магнитные структуры. Показано, что наиболее вероятный механизм коллапса скирмионных пар проходит через несимметричное состояние со скирмионом в одном слое. Рассчитана энергия активации для такого процесса. Она на 16 % меньше численных оценок на основе микромагнитного анзаца, но в 1.4 раза больше, чем для аннигиляции скирмиона того же размера в одном слое.