The interplay between curvature and magnetization is a cornerstone in magnetism. Thus, in this work, we address the role of curvature on the propagation of magnetic skyrmions along a curved race track. Using a micromagnetic approach and simulations, we observed the creation of a curvature-induced force (CIF) that acts on the skyrmion while traveling along the track. We also show that curvature can stop the skyrmion if the current density is below a critical value. Above this limit, the skyrmion goes through the defect, a direct consequence of the CIF. Our results allow a better definition of the electric current needed for moving skyrmions along curved tracks.

1.
R.
Streubel
,
P.
Fischer
,
F.
Kronast
,
V. P.
Kravchuk
,
D. D.
Sheka
,
Y.
Gaididei
,
O. G.
Schmidt
, and
D.
Makarov
,
J. Phys. D
49
,
363001
(
2016
).
2.
E. Y.
Vedmedenko
,
R. K.
Kawakami
,
D. D.
Sheka
 et al.,
J. Phys. D
53
,
453001
(
2020
).
4.
Y.
Gaididei
,
V. P.
Kravchuk
, and
D. D.
Sheka
,
Phys. Rev. Lett.
112
,
257203
(
2014
).
5.
O. M.
Volkov
,
A.
Kákay
,
F.
Kronast
,
I.
Mönch
,
M.-A.
Mawass
,
J.
Fassbender
, and
D.
Makarov
,
Phys. Rev. Lett.
123
,
077201
(
2019
).
6.
S.
Vojkovic
,
V. L.
Carvalho-Santos
,
J. M.
Fonseca
, and
A. S.
Nunez
,
J. Appl. Phys.
121
,
113906
(
2017
).
7.
R. G.
Elías
,
N.
Vidal-Silva
, and
V. L.
Carvalho-Santos
,
Sci. Rep.
9
,
14309
(
2019
).
8.
J. A.
Otálora
,
M.
Yan
,
H.
Schultheiss
,
R.
Hertel
, and
A.
Kákay
,
Phys. Rev. Lett.
117
,
227203
(
2016
).
9.
K. V.
Yershov
,
V. P.
Kravchuk
,
D. D.
Sheka
, and
Y.
Gaididei
,
Phys. Rev. B
92
,
104412
(
2015
).
10.
K. V.
Yershov
,
V. P.
Kravchuk
,
D. D.
Sheka
, and
Y.
Gaididei
,
Phys. Rev. B
93
,
094418
(
2016
).
11.
R.
Moreno
,
V. L.
Carvalho-Santos
,
A. P.
Espejo
,
D.
Laroze
,
O.
Chubykalo-Fesenko
, and
D.
Altbir
,
Phys. Rev. B
96
,
184401
(
2017
).
12.
R.
Cacilhas
,
C. I. L.
de Araujo
,
V. L.
Carvalho-Santos
,
R.
Moreno
,
O.
Chubykalo-Fesenko
, and
D.
Altbir
,
Phys. Rev. B
101
,
184418
(
2020
).
13.
A.
Fert
,
V.
Cros
, and
J.
Sampaio
,
Nat. Nanotechnol.
8
,
152
(
2013
).
14.
X.
Zhang
,
Y.
Zhou
,
M.
Ezawa
,
G. P.
Zhao
, and
W.
Zhao
,
Sci. Rep.
5
,
11369
(
2015
).
15.
J.
Iwasaki
,
M.
Mochizuki
, and
N.
Nagaosa
,
Nat. Nanotechnol.
8
,
742
(
2013
).
16.
J.
Sampaio
,
V.
Cros
,
S.
Rohart
,
A.
Thiaville
, and
A.
Fert
,
Nat. Nanotechnol.
8
,
839
(
2013
).
17.
X.
Zhang
,
M.
Ezawa
, and
Y.
Zhou
,
Sci. Rep.
5
,
9400
(
2015
).
18.
X.
Zhang
,
G. P.
Zhao
,
H.
Fangohr
,
J. P.
Liu
,
W. X.
Xia
,
J.
Xia
, and
F. J.
Morvan
,
Sci. Rep.
5
,
7643
(
2015
).
19.
X. S.
Wang
,
H. Y.
Yuan
, and
X. R.
Wang
,
Commun. Phys.
1
,
31
(
2018
).
20.
G.
Finocchio
,
F.
Büttner
,
R.
Tomasello
,
M.
Carpentieri
, and
M.
Kläui
,
J. Phys. D
49
,
423001
(
2016
).
21.
P. F.
Bessarab
,
V. M.
Uzdin
, and
H.
Jónsson
,
Comput. Phys. Commun.
196
,
335
(
2015
).
22.
D.
Cortés-Ortuño
,
W.
Wang
,
M.
Beg
 et al.,
Sci. Rep.
7
,
4060
(
2017
).
23.
F.
Jonietz
,
S.
Mühlbauer
,
C.
Pfleiderer
 et al.,
Science
330
,
1648
(
2010
).
24.
N.
Romming
,
C.
Hanneken
,
M.
Menzel
,
J. E.
Bickel
,
B.
Wolter
,
K.
von Bergmann
,
A.
Kubetzka
, and
R.
Wiesendanger
,
Science
341
,
636
(
2013
).
25.
X.
Yu
,
N.
Kanazawa
,
W.
Zhang
,
T.
Nagai
,
T.
Hara
,
K.
Kimoto
,
Y.
Matsui
,
Y.
Onose
, and
Y.
Tokura
,
Nat. Commun.
3
,
988
(
2012
).
26.
P.
Upadhyaya
,
G.
Yu
,
P. K.
Amiri
, and
K. L.
Wang
,
Phys. Rev. B
92
,
134411
(
2015
).
27.
S.
Woo
,
K.
Litzius
,
B.
Krüger
 et al.,
Nat. Mater.
15
,
501
(
2016
).
28.
Y.
Zhang
,
S.
Luo
,
B.
Yan
,
J.
Ou-Yang
,
X.
Yang
,
S.
Chen
,
B.
Zhu
, and
L.
You
,
Nanoscale
9
,
10212
(
2017
).
29.
J. C.
Martinez
,
W. S.
Lew
,
W. L.
Gan
, and
M. B. A.
Jalil
,
J. Magn. Magn. Mater.
465
,
685
(
2018
).
30.
T.
Schulz
,
R.
Ritz
,
A.
Bauer
,
M.
Halder
,
M.
Wagner
,
C.
Franz
,
C.
Pfleiderer
,
K.
Everschor
,
M.
Garst
, and
A.
Rosch
,
Nat. Phys.
8
,
301
(
2012
).
31.
K.
Litzius
,
I.
Lemesh
,
B.
Krüger
 et al.,
Nat. Phys.
13
,
170
(
2017
).
32.
W.
Jiang
,
X.
Zhang
,
G.
Yu
 et al.,
Nat. Phys.
13
,
162
(
2017
).
33.
V. P.
Kravchuk
,
U. K.
Rößler
,
O. M.
Volkov
,
D. D.
Sheka
,
J.
van den Brink
,
D.
Makarov
,
H.
Fuchs
,
H.
Fangohr
, and
Y.
Gaididei
,
Phys. Rev. B
94
,
144402
(
2016
).
34.
J.
Yang
,
C.
Abert
,
D.
Suess
, and
S.-K.
Kim
,
Sci. Rep.
11
,
3886
(
2021
).
35.
V. L.
Carvalho-Santos
,
R. G.
Elias
,
J. M.
Fonseca
, and
D.
Altbir
,
J. Appl. Phys.
117
,
17E518
(
2015
).
36.
V. L.
Carvalho-Santos
,
R. M.
Corona
,
D.
Altbir
, and
S.
Castillo-Sepúlveda
,
Phys. Rev. B
102
,
024444
(
2020
).
37.
F.
Tejo
,
D.
Toneto
,
S.
Oyarzún
,
J.
Hermosilla
,
C. S.
Danna
,
J. L.
Palma
,
R. B.
da Silva
,
L. S.
Dorneles
, and
J. C.
Denardin
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
12
,
53454
(
2020
).
38.
X.
Wang
,
X. S.
Wang
,
C.
Wang
,
H.
Yang
,
Y.
Cao
, and
P.
Yan
,
J. Phys. D
52
,
225001
(
2019
).
39.
D.
Kechrakos
,
L.
Tzannetou
, and
A.
Patsopoulos
,
Phys. Rev. B
102
,
054439
(
2020
).
40.
K. V.
Yershov
,
V. P.
Kravchuk
,
D. D.
Sheka
, and
U. K.
Röβler
,
SciPost Phys.
9
,
043
(
2020
).
41.
N.
Cai
and
Y.
Liu
,
J. Phys. D
54
,
125001
(
2021
).
42.
K. V.
Yershov
,
V. P.
Kravchuk
,
D. D.
Sheka
,
O. V.
Pylypovskyi
,
D.
Makarov
, and
Y.
Gaididei
,
Phys. Rev. B
98
,
060409(R)
(
2018
).
43.
A.
Korniienko
,
A.
Kákay
,
D. D.
Sheka
, and
V. P.
Kravchuk
,
Phys. Rev. B
102
,
014432
(
2020
).
44.
A.
Pavlis
and
C.
Psaroudaki
,
Phys. Rev. Res.
2
,
032058(R)
(
2020
).
45.
V.
Slastikov
,
Math. Models Methods Appl. Sci.
15
,
1469
(
2005
).
46.
G.
Gioia
and
R. D.
James
,
Proc. R. Soc. London, Ser. A
453
,
213
(
1997
).
47.
V. P.
Kravchuk
,
D. D.
Sheka
,
A.
Kákay
,
O. M.
Volkov
,
U. K.
Röβler
,
J.
van den Brink
,
D.
Makarov
, and
Y.
Gaididei
,
Phys. Rev. Lett.
120
,
067201
(
2018
).
48.
W. J.
DeBonte
,
J. Appl. Phys.
44
,
1793
(
1973
).
49.
A. R.
Aranda
and
K. Y.
Guslienko
,
Materials
11
,
2238
(
2018
).
50.
I.
Purnama
,
W. L.
Gan
,
D. W.
Wong
, and
W. S.
Lew
,
Sci. Rep.
5
,
10620
(
2015
).
51.
C.
Jin
,
Y.
Ma
,
C.
Song
,
H.
Xia
,
J.
Wang
,
C.
Zhang
,
Z.
Zeng
,
J.
Wang
, and
Q.
Liu
,
New J. Phys.
22
,
033001
(
2020
).
52.
A.
Vansteenkiste
,
J.
Leliaert
,
M.
Dvornik
,
M.
Helsen
,
F.
Garcia-Sanchez
, and
B.
Van Waeyenberge
,
AIP Adv.
4
,
107133
(
2014
).
53.
J.
Müller
and
A.
Rosch
,
Phys. Rev. B
91
,
054410
(
2015
).
You do not currently have access to this content.