journal article·2023-10-20

Electric-field-induced formation and annihilation of skyrmions in a two-dimensional magnet

Jingman Pang, Xiaohang Niu, Meiguang Zhang, Yufei Tang, Yun Zhang, Laurent Bellaiche

Physical Review B· Volume 108· Issue 13
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Abstract

Electric manipulation of skyrmions in two-dimensional (2D) magnetic materials has garnered significant attention due to the potential in energy-efficient spintronic devices. In this work, using first-principles calculations and Monte Carlo simulations, we report the electric-field-tunable magnetic skyrmions in $\mathrm{Mn}{\mathrm{In}}2{\mathrm{Te}}4$ monolayer. By adjusting the magnetic parameters, including the Heisenberg exchange interaction, Dzyaloshinskii-Moriya interaction, and magnetic anisotropy, through applying an electric field, the formation or annihilation of skyrmions can be achieved. Our work suggests a platform for experimental realization of the electric-field-tunable magnetic skyrmions in 2D magnets.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Multiferroics and related materials · Advanced Condensed Matter Physics · Magnetic and transport properties of perovskites and related materials

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References (85)

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1. 10.1126/science.116676710.1126/science.1166767 ↗
2. 10.1038/nature0912410.1038/nature09124 ↗
3. 10.1038/nnano.2013.24310.1038/nnano.2013.243 ↗
4. 10.1038/natrevmats.2017.3110.1038/natrevmats.2017.31 ↗
5. 10.1016/j.physrep.2017.08.00110.1016/j.physrep.2017.08.001 ↗
6. 10.1016/0022-3697(58)90076-310.1016/0022-3697(58)90076-3 ↗
7. 10.1103/PhysRev.120.9110.1103/PhysRev.120.91 ↗
8. 10.1038/nmat291610.1038/nmat2916 ↗
9. 10.1038/nmat440210.1038/nmat4402 ↗
10. 10.1038/nature2346610.1038/nature23466 ↗
11. 10.1002/adma.20190432710.1002/adma.201904327 ↗
12. 10.1038/nphys204510.1038/nphys2045 ↗
13. 10.1038/nnano.2015.31510.1038/nnano.2015.315 ↗
14. 10.1038/nmat459310.1038/nmat4593 ↗
15. 10.1038/nnano.2015.31310.1038/nnano.2015.313 ↗
16. 10.1038/ncomms1476110.1038/ncomms14761 ↗
17. 10.1038/nature2239110.1038/nature22391 ↗
18. 10.1038/nature2206010.1038/nature22060 ↗
19. 10.1038/s41586-018-0626-910.1038/s41586-018-0626-9 ↗
20. 10.1021/acs.nanolett.9b0284910.1021/acs.nanolett.9b02849 ↗
21. 10.1021/acs.nanolett.9b0345310.1021/acs.nanolett.9b03453 ↗
22. 10.1103/PhysRevB.102.06040210.1103/PhysRevB.102.060402 ↗
23. 10.1002/adma.20210777910.1002/adma.202107779 ↗
24. 10.1021/acs.nanolett.2c0328710.1021/acs.nanolett.2c03287 ↗
25. 10.1103/PhysRevB.107.02440210.1103/PhysRevB.107.024402 ↗
26. 10.1038/s41467-020-17566-x10.1038/s41467-020-17566-x ↗
27. 10.1126/sciadv.abb515710.1126/sciadv.abb5157 ↗
28. 10.1002/adma.20211058310.1002/adma.202110583 ↗
29. 10.1103/PhysRevB.101.18440110.1103/PhysRevB.101.184401 ↗
30. 10.1103/PhysRevB.101.09442010.1103/PhysRevB.101.094420 ↗
31. 10.1103/PhysRevB.101.06040410.1103/PhysRevB.101.060404 ↗
32. 10.1103/PhysRevB.102.24110710.1103/PhysRevB.102.241107 ↗
33. 10.1021/acsnano.2c0854410.1021/acsnano.2c08544 ↗
34. 10.1038/nnano.2013.21010.1038/nnano.2013.210 ↗
35. 10.1103/PhysRevX.4.03104510.1103/PhysRevX.4.031045 ↗
36. 10.1038/s41598-018-30063-y10.1038/s41598-018-30063-y ↗
37. 10.1038/s41467-018-04015-z10.1038/s41467-018-04015-z ↗
38. 10.1103/PhysRevX.11.02101510.1103/PhysRevX.11.021015 ↗
39. 10.1038/s41467-022-28968-410.1038/s41467-022-28968-4 ↗
40. 10.1021/acs.nanolett.7b0032810.1021/acs.nanolett.7b00328 ↗
41. 10.1038/nnano.2016.23410.1038/nnano.2016.234 ↗
42. 10.1021/acs.nanolett.8b0150210.1021/acs.nanolett.8b01502 ↗
43. 10.1126/sciadv.ade683610.1126/sciadv.ade6836 ↗
44. 10.1103/PhysRevResearch.3.L01202610.1103/PhysRevResearch.3.L012026 ↗
45. 10.1021/acs.nanolett.2c0056410.1021/acs.nanolett.2c00564 ↗
46. 10.1038/s41928-020-0432-x10.1038/s41928-020-0432-x ↗
47. 10.1063/1.514403210.1063/1.5144032 ↗
48. 10.1038/s41598-021-96639-310.1038/s41598-021-96639-3 ↗
49. 10.1103/PhysRevLett.125.03720310.1103/PhysRevLett.125.037203 ↗
50. 10.1103/PhysRevLett.125.01760110.1103/PhysRevLett.125.017601 ↗
51. 10.1103/PhysRevB.102.22040910.1103/PhysRevB.102.220409 ↗
52. 10.1038/s42254-022-00529-010.1038/s42254-022-00529-0 ↗
53. 10.1103/PhysRevB.54.1116910.1103/PhysRevB.54.11169 ↗
54. 10.1103/PhysRevB.47.55810.1103/PhysRevB.47.558 ↗
55. 10.1103/PhysRevLett.77.386510.1103/PhysRevLett.77.3865 ↗
56. 10.1103/PhysRevB.96.21441810.1103/PhysRevB.96.214418 ↗
57. 10.1039/C2DT31662E10.1039/C2DT31662E ↗
58. 10.1103/PhysRevB.99.10442010.1103/PhysRevB.99.104420 ↗
59. 10.1016/j.scriptamat.2015.07.02110.1016/j.scriptamat.2015.07.021 ↗
60. 10.1021/acs.chemmater.0c0314610.1021/acs.chemmater.0c03146 ↗
61. 10.1021/jacs.7b0229010.1021/jacs.7b02290 ↗
62. 10.1038/ncomms1495610.1038/ncomms14956 ↗
63. 10.1103/PhysRevLett.71.418210.1103/PhysRevLett.71.4182 ↗
64. 10.1016/j.commatsci.2005.04.01010.1016/j.commatsci.2005.04.010 ↗
65. 10.1063/1.198459010.1063/1.1984590 ↗
66. 10.1103/PhysRev.100.56410.1103/PhysRev.100.564 ↗
67. 10.1103/PhysRev.115.210.1103/PhysRev.115.2 ↗
68. 10.1103/PhysRevLett.110.09720210.1103/PhysRevLett.110.097202 ↗
69. 10.1103/PhysRevB.47.1493210.1103/PhysRevB.47.14932 ↗
70. 10.1103/PhysRevB.98.14442710.1103/PhysRevB.98.144427 ↗
71. 10.1038/s41467-017-00313-010.1038/s41467-017-00313-0 ↗
72. 10.1103/PhysRevLett.100.16720710.1103/PhysRevLett.100.167207 ↗
73. 10.1103/PhysRevX.4.01103510.1103/PhysRevX.4.011035 ↗
74. 10.1088/0022-3719/19/14/02010.1088/0022-3719/19/14/020 ↗
75. 10.6028/jres.049.04410.6028/jres.049.044 ↗
76. 10.1016/0550-3213(81)90568-X10.1016/0550-3213(81)90568-X ↗
77. 10.1103/PhysRevLett.102.23680410.1103/PhysRevLett.102.236804 ↗
78. 10.1103/PhysRevB.89.20541610.1103/PhysRevB.89.205416 ↗
79. 10.1063/1.132967210.1063/1.1329672 ↗
80. 10.1103/PhysRevB.99.21442610.1103/PhysRevB.99.214426 ↗
81. 10.1103/PhysRevB.106.02441910.1103/PhysRevB.106.024419 ↗
82. 10.1088/1361-648X/aa63dd10.1088/1361-648X/aa63dd ↗
83. 10.1038/s41598-017-12525-x10.1038/s41598-017-12525-x ↗
84. 10.1103/PhysRevLett.127.21720410.1103/PhysRevLett.127.217204 ↗
85. 10.1103/PhysRevLett.108.01720610.1103/PhysRevLett.108.017206 ↗