We theoretically reveal that pure eigenmodes of an isolated magnetic skyrmion embedded in a ferromagnetic environment can be selectively activated using microwave electric fields without exciting gigantic ferromagnetic resonances, in contrast to conventional methods using microwave magnetic fields. We also demonstrate that this selective activation of a skyrmion can efficiently drive its translational motion in a ferromagnetic nanotrack under application of an external magnetic field inclined from the normal direction. We find that a mode with combined breathing and rotational oscillations induces much faster skyrmion propagation than the breathing mode studied in a previous work [Wang et al., Phys. Rev. B 92, 020403(R) (2015)].

1.
A. N.
Bogdanov
and
D. A.
Yablonskii
,
Sov. Phys. JETP
68
,
101
(
1989
).
2.
A.
Bogdanov
and
A.
Hubert
,
J. Magn. Magn. Mater.
138
,
255
(
1994
).
3.
S.
Mühlbauer
,
B.
Binz
,
F.
Jonietz
,
C.
Pfleiderer
,
A.
Rosch
,
A.
Neubauer
,
R.
Georgii
, and
P.
Böni
,
Science
323
,
915
(
2009
).
4.
X. Z.
Yu
,
Y.
Onose
,
N.
Kanazawa
,
J. H.
Park
,
J. H.
Han
,
Y.
Matsui
,
N.
Nagaosa
, and
Y.
Tokura
,
Nature
465
,
901
(
2010
).
5.
N.
Nagaosa
and
Y.
Tokura
,
Nat. Nanotechnol.
8
,
899
(
2013
).
6.
S.
Seki
and
M.
Mochizuki
,
Skyrmions in Magnetic Materials
,
Springer Briefs in Physics
(
Springer
,
2016
).
7.
M.
Mochizuki
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
017601
(
2012
).
8.
O.
Petrova
and
O.
Tchernyshyov
,
Phys. Rev. B
84
,
214433
(
2011
).
9.
T.
Schwarze
,
J.
Waizner
,
M.
Garst
,
A.
Bauer
,
I.
Stasinopoulos
,
H.
Berger
,
C.
Pfleiderer
, and
D.
Grundler
,
Nat. Mater.
14
,
478
(
2015
).
10.
M.
Garst
,
J.
Waizner
, and
D.
Grundler
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
50
,
293002
(
2017
).
11.
M.
Mochizuki
and
S.
Seki
,
J. Phys.: Condens. Matter
27
,
503001
(
2015
).
12.
M.
Mochizuki
and
S.
Seki
,
Phys. Rev. B
87
,
134403
(
2013
).
13.
Y.
Okamura
,
F.
Kagawa
,
M.
Mochizuki
,
M.
Kubota
,
S.
Seki
,
S.
Ishiwata
,
M.
Kawasaki
,
Y.
Onose
, and
Y.
Tokura
,
Nat. Commun.
4
,
2391
(
2013
).
14.
M.
Mochizuki
,
Phys. Rev. Lett.
114
,
197203
(
2015
).
15.
Y.
Okamura
,
F.
Kagawa
,
S.
Seki
,
M.
Kubota
,
M.
Kawasaki
, and
Y.
Tokura
,
Phys. Rev. Lett.
114
,
197202
(
2015
).
16.
J.
Ohe
and
Y.
Shimada
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
242403
(
2013
).
17.
Y.
Shimada
and
J.
Ohe
,
Phys. Rev. B
91
,
174437
(
2015
).
18.
D.
Hirobe
,
Y.
Shiomi
,
Y.
Shimada
,
J.
Ohe
, and
E.
Saitoh
,
J. Appl. Phys.
117
,
053904
(
2015
).
19.
S.-Z.
Lin
,
C. D.
Batista
, and
A.
Saxena
,
Phys. Rev. B
89
,
024415
(
2014
).
20.
G.
Finocchio
,
F.
Büttner
,
R.
Tomasello
,
M.
Carpentieri
, and
M.
Kläui
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
49
,
423001
(
2016
).
21.
A.
Fert
,
V.
Cros
, and
J.
Sampaio
,
Nat. Nanotechnol.
8
,
152
(
2013
).
22.
F.
Ma
,
Y.
Zhou
,
H. B.
Braun
, and
W. S.
Lew
,
Nano Lett.
15
,
4029
(
2015
).
23.
K.-W.
Moon
,
B. S.
Chun
,
W.
Kim
, and
C.
Hwang
,
Phys. Rev. Appl.
6
,
064027
(
2016
).
24.
M.
Mruczkiewicz
,
P.
Gruszecki
,
M.
Zelent
, and
M.
Krawczyk
,
Phys. Rev. B
93
,
174429
(
2016
).
25.
R. H.
Liu
,
W. L.
Lim
, and
S.
Urazhdin
,
Phys. Rev. Lett.
114
,
137201
(
2015
).
26.
S.
Zhang
,
J.
Wang
,
Q.
Zheng
,
Q.
Zhu
,
X.
Liu
,
S.
Chen
,
C.
Jin
,
Q.
Liu
,
C.
Jia
, and
D.
Xue
,
New J. Phys.
17
,
023061
(
2015
).
27.
G.
Finocchio
,
M.
Ricci
,
R.
Tomasello
,
A.
Giordano
,
M.
Lanuzza
,
V.
Puliafito
,
P.
Burrascano
,
B.
Azzerboni
, and
M.
Carpentieri
,
Appl. Phys. Lett.
107
,
262401
(
2015
).
28.
W.
Wang
,
M.
Beg
,
B.
Zhang
,
W.
Kuch
, and
H.
Fangohr
,
Phys. Rev. B
92
,
020403(R)
(
2015
).
29.
P.
Bak
and
M. H.
Jensen
,
J. Phys. C: Solid State Phys.
13
,
L881
(
1980
).
30.
S. D.
Yi
,
S.
Onoda
,
N.
Nagaosa
, and
J. H.
Han
,
Phys. Rev. B
80
,
054416
(
2009
).
31.
K.
Nawaoka
,
S.
Miwa
,
Y.
Shiota
,
N.
Mizuochi
, and
Y.
Suzuki
,
Appl. Phys. Express
8
,
063004
(
2015
).
32.
T.
Srivastava
,
M.
Schott
,
R.
Juge
,
V.
Křižáková
,
M.
Belmeguenai
,
Y.
Roussigné
,
A.
Bernand-Mantel
,
L.
Ranno
,
S.
Pizzini
,
S.-M.
Chérif
,
A.
Stashkevich
,
S.
Auffret
,
O.
Boulle
,
G.
Gaudin
,
M.
Chshiev
,
C.
Baraduc
, and
H.
Béa
, preprint arXiv:1804.09955.
33.
F.
Jonietz
,
S.
Mühlbauer
,
C.
Pfleiderer
,
A.
Neubauer
,
W.
Münzer
,
A.
Bauer
,
T.
Adams
,
R.
Georgii
,
P.
Böni
,
R. A.
Duine
,
K.
Everschor
,
M.
Garst
, and
A.
Rosch
,
Science
330
,
1648
(
2010
).
34.
X. Z.
Yu
,
N.
Kanazawa
,
W. Z.
Zhang
,
T.
Nagai
,
T.
Hara
,
K.
Kimoto
,
Y.
Matsui
,
Y.
Onose
, and
Y.
Tokura
,
Nat. Commun.
3
,
988
(
2012
).
35.
J.
Iwasaki
,
M.
Mochizuki
, and
N.
Nagaosa
,
Nat. Commun.
4
,
1463
(
2013
).
36.
J.
Iwasaki
,
M.
Mochizuki
, and
N.
Nagaosa
,
Nat. Nanotechnol.
8
,
742
(
2013
).
37.
F.
Büttner
,
C.
Moutafis
,
M.
Schneider
,
B.
Krüger
,
C. M.
Günther
,
J.
Geilhufe
,
C. v.
Korff Schmising
,
J.
Mohanty
,
B.
Pfau
,
S.
Schaffert
,
A.
Bisig
,
M.
Foerster
,
T.
Schulz
,
C. A. F.
Vaz
,
J. H.
Franken
,
H. J. M.
Swagten
,
M.
Kläui
, and
S.
Eisebitt
,
Nat. Phys.
11
,
225
(
2015
).
38.
S.
Woo
,
K.
Litzius
,
B.
Krüger
,
M.-Y.
Im
,
L.
Caretta
,
K.
Richter
,
M.
Mann
,
A.
Krone
,
R. M.
Reeve
,
M.
Weigand
,
P.
Agrawal
,
I.
Lemesh
,
M.-A.
Mawass
,
P.
Fischer
,
M.
Kläui
, and
G. S. D.
Beach
,
Nat. Mater.
15
,
501
(
2016
).
39.
G.
Yu
,
P.
Upadhyaya
,
Q.
Shao
,
H.
Wu
,
G.
Yin
,
X.
Li
,
C.
He
,
W.
Jiang
,
X.
Han
,
P. K.
Amiri
, and
K. L.
Wang
,
Nano Lett.
17
,
261
(
2017
).
40.
W.
Jiang
,
X.
Zhang
,
G.
Yu
,
W.
Zhang
,
X.
Wang
,
M. B.
Jungfleisch
,
J. E.
Pearson
,
X.
Cheng
,
O.
Heinonen
,
K. L.
Wang
,
Y.
Zhou
,
A.
Hoffmann
, and
S. G. E.
te Velthuis
,
Nat. Phys.
13
,
162
(
2017
).
You do not currently have access to this content.