МАГНИТНЫЕ ВИХРИ И СКИРМИОНЫ В МОНОСИЛИЦИДЕ МАРГАНЦА

В докладе рассматривается эволюция представлений о специфических магнитных вихрях – скирмионах в различных магнетиках. На примере моносилицида марганца, MnSi, анализируется экспериментальная аргументация, позволяющая установить наличие скирмионных состояний. Обсуждаются нерешенные проблемы скирмионной физики в случае MnSi, в том числе проблема устойчивости скирмионных состояний и возможность плавления скирмионной решетки. Сообщается о последних результатах в области ислледования скирмионных состояний, полученных в Институте общей физики им. А.М.Прохорова РАН.
Известно, что магнитная фазовая диаграмма нецентросимметричного кирального магнетика MnSi характеризуется наличием необычной магнитной фазы (т.н. А-фазы), в которой топологически стабильные узлы в спиновой конфигурации (скирмионы) образуют состояние типа решетки вихрей Абрикосова. Однако, выбор наиболее адекватной теоретической модели, описывающей фазу скирмионной решетки, а также вопрос о стабильности плотной скирмионной фазы до настоящего времени остаются предметом дискуссий. В настоящей работе сообщается о прецизионном исследовании угловых зависимостей магнитосопротивления (МС) в различных магнитных фазах объемного MnSi. Поскольку у MnSi доминирует магнитное рассеяние, то из данных МС может быть полностью восстановлен вид магнитной фазовой диаграммы. Установлено, что область внутри А-фазы, которая является общей для всех ориентаций магнитного поля вдоль главных кристаллографических осей (ядро А-фазы), обладает особыми симметрийными свойствами. Оказывается, что в ядре А-фазы магнитосопротивление изотропно, в то время как во всех окружающих ядро магнитных фазах (включая А-фазу) магнитосопротивление анизотропно, и в кристаллической структуре MnSi существует выделенное направление магнитного рассеяния. Полученные данные свидетельствуют о магнитной неоднородности А-фазы, которая, по-видимому, образована двумя различными типами скирмионных решеток. Приводятся аргументы в пользу модели, в которой ядро А-фазы образовано конденсацией индивидуальных магнитных вихрей, скирмионов, в фазу, аналогичную решетке вихрей Абрикосова в сверхпроводниках.