2016
DOI: 10.1063/1.4950759
|View full text |Cite
|
Sign up to set email alerts
|

Skyrmion-induced bound states on the surface of three-dimensional topological insulators

Abstract: The interaction between the surface of a 3D topological insulator and a skyrmion / anti-skyrmion structure is studied in order to investigate the possibility of electron confinement due to skyrmion presence. Both hedgehog (Néel) and vortex (Bloch) skyrmions are considered. For the hedgehog skyrmion the in-plane components cannot be disregarded and their interaction with the surface state of the TI has to be taken into account. A semi-classical description of the skyrmion chiral angle is obtained using the v… Show more

Help me understand this report
View preprint versions

Search citation statements

Order By: Relevance

Paper Sections

Select...
2
2
1

Citation Types

0
7
0
2

Year Published

2016
2016
2021
2021

Publication Types

Select...
7

Relationship

1
6

Authors

Journals

citations
Cited by 16 publications
(9 citation statements)
references
References 25 publications
0
7
0
2
Order By: Relevance
“…As another mechanism to manipulate magnetic textures on the surface of the topological insulator, utilizing a localized charge accumulation at textures has been theoretically proposed 17,19,41 . When the Fermi energy is located in the exchange gap, |E F | < |JM z |, the magnetic texture on the surface of the topological insulator accompanies an additional charge density due to the chiral edge states.…”
Section: Skyrmion Dynamicsmentioning
confidence: 99%
See 1 more Smart Citation
“…As another mechanism to manipulate magnetic textures on the surface of the topological insulator, utilizing a localized charge accumulation at textures has been theoretically proposed 17,19,41 . When the Fermi energy is located in the exchange gap, |E F | < |JM z |, the magnetic texture on the surface of the topological insulator accompanies an additional charge density due to the chiral edge states.…”
Section: Skyrmion Dynamicsmentioning
confidence: 99%
“…A topological insulator is a promising candidate, whose surface states have strong correlation between spin and currents known as spinmomentum locking 15,16 . Due to the spin-momentum locking, it is expected that more efficient magnetic manipulation can be achieved in the magnetic topological insulator, and electric manipulation of the magnetic texture [17][18][19] , spin-charge conversion 20,21 , and magnetization switching by spin-orbit torque [22][23][24] have been proposed and experimentally performed.…”
Section: Introductionmentioning
confidence: 99%
“…Здесь мы рассматриваем только поверхностную область, где локализованы топологические поверхностные состояния, характеризующиеся дираковским конусом электронных состояний. Генерируемая спиновая текстура подобна текстуре магнитного вихревого скирмиона (vortex-skyrmion) [27,28] или мерона с вариацией спинового направления от перпендикулярного поверхности в центре к направлению параллельно поверхности на периферии [28]. При этом даже при температуре выше температуры дальнодействующего магнитного упорядочения спиновая ориентация параллельно поверхности на периферии генерируемого мерона жестко фиксируется соответствующим внутри-плоскостным направлением спинов топологических состояний.…”
Section: обсуждение результатовunclassified
“…В работах [27,28] анализировались эффекты индуцированного взаимодействия (proximity effect) дираковских поверхностных состояний ТИ с магнитными скирмионами, формируемыми в тонких металлических и диэлектических слоях на поверхности топологического изолятора. Было показано, что данное взаимодействие приводит к локализации дираковских состояний (electron confinement) и формированию связанных состояний на поверхности топологического изолятора, а также к появлению в гамильтониане для дираковских состояний " массового" или магнитного члена, открывающего щель в точке Ŵ. При этом вид данного " массового" члена и его влияние определяются магнитной текстурой скирмиона и эффективной спиновой поляризацией перпендикулярно поверхности, генерируемой скирмионом.…”
Section: обсуждение результатовunclassified
“…1 In particular, we can expect the existence of the fermionic modes confined by a magnetic skyrmion. These modes may represent the surface states of a three-dimensional topological insulator that become localized on the skyrmions [17,18]. More generally, the presence of localized fermions may affect the usual pattern of interaction between the solitons providing an additional exchange interaction.…”
Section: Introductionmentioning
confidence: 99%