Repulsion of a Néel-Type Skyrmion from a Pearl Vortex in Thin Ferromagnet–Superconductor Heterostructures

Abstract

In this paper we study repulsion of a Néel-type skyrmion in a chiral ferromagnetic film from a superconducting Pearl vortex due to the stray fields. Taking into account an effect of the vortex magnetic field on the skyrmion non-perturbatively, we find that the repulsion between them is suppressed with increase of the dimensionless strength of the vortex magnetic field. This manifests itself in complicated evolution of the free energy with increase of the vortex magnetic field and reduction of the equilibrium distance between the centers of Néel-type skyrmion and Pearl vortex.

К Аналитической Теории Магнитных Скирмионов Высокого Порядка В Неоднородном Магнитном Поле

“…Важно отметить, что исследование магнитных скирмионов в неоднородных магнитных полях в настоящее время приобрело дополнительную актуальность в контексте изучения связанных состояний магнитный скирмион -сверхпроводящий вихрь (СВ) [30][31][32][33][34][35][36]. Так, недавно было экспериментально обнаружено, что такие пары, МС−СВ, могут сформировать устойчивые состояния в гетероструктурах [Ir 1 Fe 0.5 Co 0.5 Pt 1 ] 10 /MgO/Nb [33].…”

“…Так, недавно было экспериментально обнаружено, что такие пары, МС−СВ, могут сформировать устойчивые состояния в гетероструктурах [Ir 1 Fe 0.5 Co 0.5 Pt 1 ] 10 /MgO/Nb [33]. При этом теоретически было показано, что одним из факторов стабилизации аксиально-симметричной структуры МС−СВ могут быть неоднородные поля сверхпроводящего вихря [34][35][36]. В последнем случае может реализоваться изучаемая в настоящей работе ситуация МСВП в аксиально-симметричном магнитном поле.…”