КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-22-00632
НазваниеФизика трехмерных хиральных топологических нано и микросистем
Руководитель Уздин Валерий Моисеевич, Доктор физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" , г Санкт-Петербург
Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-207 - Магнитные явления
Ключевые слова хиральные магнитные структуры, скирмионные трубки, тороны, топологическая устойчивость, тепловые флюктуации, динамика, беговая память, нейроморфные системы
Код ГРНТИ29.19.22
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект посвящен исследованию динамики, устойчивости и нелинейного отклика на внешние воздействия трехмерных топологических хиральных структур. Будут изучаться скирмионные трубки, тороны, хопфионы, хиральные поплавки и другие локализованные "топологические солитоны" в магнитных материалах, а также их жидкокристаллические аналоги, которые легче визуализировать экспериментально. Такие системы могут служить основой для устройств сверхплотной быстрой и энергоэффективной магнитной памяти, новых технологий обработки информации, нейроморфных систем. Будет построена фазовая диаграмма топологических состояний в условиях ограниченной геометрии: в тонких магнитных пленках, многослойных системах, состоящих из магнитных и немагнитных слоев, на магнитных дорожках конечной ширины и исследована возможность контролируемого формирования и взаимной трансформации таких структур в разных областях фазовой диаграммы. Для оценки устойчивости трехмерных хиральных топологических состояний относительно тепловых флуктуаций и случайных внешних воздействий, расчета их времен жизни будет использоваться развитый участниками проекта подход, основанный на теории переходного состояния для магнитных степеней свободы. Будут развиты новые алгоритмы поиска путей с минимальным перепадом энергии и энергии активации для трансформации локализованных топологических структур друг в друга, их возникновения и аннигиляции в пространственно-однородной фазе. Разрабатываемые программы и методы впервые дадут возможность проводить расчеты трехмерных систем с миллионами степеней свободы, что позволит исследовать системы микронного масштаба с атомным разрешением. Будет исследовано взаимодействие хиральных топологических структур, процессы самоорганизации и образования из них сверхструктур, которые могут выступать материальным носителем устройств, реализующих алгоритмы машинного обучения.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Тамбовцев И.М., Леонов А.O., Лобанов И.С., Киселев А.Д., Уздин В.М.
Topological structures in chiral media: Effects of confined geometry
Physical Review E, Phys. Rev. E, 105, 034701 (год публикации - 2022)
10.1103/PhysRevE.105.034701
2. Уздин В.М., Лобанов И.С. Иерархия масштабов в топологических хиральных системах и проблема устойчивости состояний Сборник аннотаций международной конференции "Современные проблемы теории конденсированных сред". 17-22 Oктября 2022. Дубна. Россия., Сборник аннотаций международной конференции "Современные проблемы теории конденсированных сред" , стр. 80 (год публикации - 2022)
3.
Воронин К.В., Лобанов И.С., Уздин В.М.
Activation Energy and Mechanisms for Skyrmion Collapse in Synthetic Antiferromagnets
JETP Letters, JETP Letters, 116, 240 (год публикации - 2022)
10.1134/S0021364022601361
Публикации
1.
Тамбовцев И.М., Лобанов И.С., Киселев А.Д., Уздин В.М.
Pair interaction of localized topological structures in confined chiral media
Physical Review E, PHYSICAL REVIEW E 108, 024705 (2023) (год публикации - 2023)
10.1103/PhysRevE.108.024705
2.
Уздин В.М., Поткина М.Н., Лобанов И.С.
Устойчивость, коллапс и нуклеация двумерных и трехмерных топологических магнитных солитонов
СБОРНИК ТРУДОВ международной конференции "ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ, КРИТИЧЕСКИЕ И НЕЛИНЕЙНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕДАХ", П1-4, с. 12 (год публикации - 2023)
10.33580/9785002123148
3. Уздин В., Лобанов И. From 2D to 3D topological solitons: stability, lifetime, interactions Book of abstracts of fifth International Baltic Conference on Magnetism (IBCM-2023), Kaliningrad, 20-24 August 2023, IBCM-2023, p. 57 (год публикации - 2023)
4. Чичай К., Лобанов И., Уздин В. Domain wall dynamics in cylindrical wires with non-uniform anisotropy Book of abstracts of fifth International Baltic Conference on Magnetism (IBCM-2023), Kaliningrad, 20-24 August 2023, IBCM-2023, p. 44 (год публикации - 2023)
5. Уздин В.М., Лобанов И.С. Three-dimensional topological structures in liquid crystals and magnets Abstracts of international conference ‘Days on Diffraction’, St. Petersburg, June 5–9, 2023, DAYS on DIFFRACTION 2023, p. 129 (год публикации - 2023)
6.
Шабан П.С., Лобанов И.С., Уздин В.М., Иорш И.В.
Skyrmion dynamics in moiré magnets
Physical Review B, V. 108, 174440 (год публикации - 2023)
10.1103/PhysRevB.108.174440