We investigate domain walls in antiferromagnets focusing on the effect of Dzyaloshinskii–Moriya interactions (DMIs). Using spin model simulations and analytical arguments within a continuum theory, we show that Dzyaloshinskii–Moriya interactions affect static as well as dynamic properties of the domain wall. For certain configurations of the DMI vectors, the DMI can either tilt the easy plane of the domain wall, an effect that leads to a reduced domain wall width, or it can favor a certain chirality of the domain wall. Depending on the DMI configuration, the DMI may lead to an increasing or decreasing domain wall velocity. The asymmetry of the domain wall velocity observed in ferromagnets subject to DMI cannot be found in antiferromagnetic systems.
REFERENCES
1.
J.
Nogués
and I. K.
Schuller
, J. Magn. Magn. Mater.
192
, 203
(1999
). 2.
I. K.
Schuller
, R.
Morales
, X.
Batlle
, U.
Nowak
, and G.
Güntherodt
, J. Magn. Magn. Mater.
416
, 2
(2016
). 3.
B. G.
Park
, J.
Wunderlich
, X.
Martí
, V. V.
Holý
, Y.
Kurosaki
, M.
Yamada
, H.
Yamamoto
, A.
Nishide
, J.
Hayakawa
, H.
Takahashi
et al., Nat. Mater.
10
, 347
(2011
). 4.
T.
Jungwirth
, X.
Marti
, P.
Wadley
, and J.
Wunderlich
, Nat. Nanotechnol.
11
, 231
(2016
). 5.
O.
Gomonay
, T.
Jungwirth
, and J.
Sinova
, Phys. Status Solidi Rapid Res. Lett.
11
, 1700022
(2017
). 6.
V.
Baltz
, A.
Manchon
, M.
Tsoi
, T.
Moriyama
, T.
Ono
, and Y.
Tserkovnyak
, Rev. Mod. Phys.
90
, 015005
(2018
). 7.
A. H.
MacDonald
and M.
Tsoi
, Philos. Trans. R. Soc. A
369
, 3098
(2011
). 8.
J.
Železný
, P.
Wadley
, K.
Olejník
, A.
Hoffmann
, and H.
Ohno
, Nat. Phys.
14
, 220
(2018
). 9.
O.
Gomonay
, T.
Jungwirth
, and J.
Sinova
, Phys. Rev. Lett.
117
, 017202
(2016
). 10.
N.
Thielemann-Kühn
, D.
Schick
, N.
Pontius
, C.
Trabant
, R.
Mitzner
, K.
Holldack
, H.
Zabel
, A.
Föhlisch
, and C.
Schüßler-Langeheine
, Phys. Rev. Lett.
119
, 197202
(2017
). 11.
K.
Olejník
, T.
Seifert
, Z.
Kašpar
, V.
Novák
, P.
Wadley
, R. P.
Campion
, M.
Baumgartner
, P.
Gambardella
, P.
Němec
, J.
Wunderlich
et al., Sci. Adv.
4
, eaar3566
(2018
). 12.
L.
Rózsa
, S.
Selzer
, T.
Birk
, U.
Atxitia
, and U.
Nowak
, Phys. Rev. B
100
, 064422
(2019
). 13.
S. S. P.
Parkin
, M.
Hayashi
, and L.
Thomas
, Science
320
, 190
(2008
). 14.
N. L.
Schryer
and L. R.
Walker
, J. Appl. Phys.
45
, 5406
(1974
). 15.
G. S. D.
Beach
, C.
Nistor
, C.
Knutson
, M.
Tsoi
, and J. L.
Erskine
, Nat. Mater.
4
, 741
(2005
). 16.
G.
Tatara
and H.
Kohno
, Phys. Rev. Lett.
92
, 086601
(2004
). 17.
A.
Yamaguchi
, T.
Ono
, S.
Nasu
, K.
Miyake
, K.
Mibu
, and T.
Shinjo
, Phys. Rev. Lett.
92
, 077205
(2004
). 18.
A.
Thiaville
, Y.
Nakatani
, J.
Miltat
, and Y.
Suzuki
, Europhys. Lett.
69
, 990
(2005
). 19.
D.
Hinzke
and U.
Nowak
, Phys. Rev. Lett.
107
, 027205
(2011
). 20.
F.
Schlickeiser
, U.
Ritzmann
, D.
Hinzke
, and U.
Nowak
, Phys. Rev. Lett.
113
, 097201
(2014
). 21.
A.
Donges
, N.
Grimm
, F.
Jakobs
, S.
Selzer
, U.
Ritzmann
, U.
Atxitia
, and U.
Nowak
, Phys. Rev. Res.
2
, 013293
(2020
). 22.
Y. A.
Shokr
, O.
Sandig
, M.
Erkovan
, B.
Zhang
, M.
Bernien
, A. A.
Ünal
, F.
Kronast
, U.
Parlak
, J.
Vogel
, and W.
Kuch
, Phys. Rev. B
99
, 214404
(2019
). 23.
M.
Bode
, E. Y.
Vedmedenko
, K. V.
Bergmann
, A.
Kubetzka
, P.
Ferriani
, S.
Heinze
, and R.
Wiesendanger
, Nat. Mater.
5
, 477
(2006
). 24.
E. G.
Tveten
, A.
Qaiumzadeh
, and A.
Brataas
, Phys. Rev. Lett.
112
, 147204
(2014
). 25.
26.
S.
Selzer
, U.
Atxitia
, U.
Ritzmann
, D.
Hinzke
, and U.
Nowak
, Phys. Rev. Lett.
117
, 107201
(2016
). 27.
S.-H.
Yang
, K.-S.
Ryu
, and S.
Parkin
, Nat. Nanotechnol.
10
, 221
(2015
). 28.
M.
Kuteifan
, M. V.
Lubarda
, S.
Fu
, R.
Chang
, M. A.
Escobar
, S.
Mangin
, E. E.
Fullerton
, and V.
Lomakin
, AIP Adv.
6
, 045103
(2016
). 29.
I.
Dzyaloshinsky
, J. Phys. Chem. Solids
4
, 241
(1958
). 30.
T.
Moriya
, Phys. Rev. Lett.
4
, 228
(1960
). 31.
32.
M.
Bode
, M.
Heide
, K. V.
Bergmann
, P.
Ferriani
, S.
Heinze
, G.
Bihlmayer
, A.
Kubetzka
, O.
Pietzsch
, S.
Blügel
, and R.
Wiesendanger
, Nature
447
, 190
(2007
). 33.
U. K.
Rößler
, A. N.
Bogdanov
, and C.
Pfleiderer
, Nature
442
, 797
(2006
). 34.
S.
Mühlbauer
, B.
Binz
, F.
Jonietz
, C.
Pfleiderer
, A.
Rosch
, A.
Neubauer
, R.
Georgii
, and P.
Böni
, Science
323
, 915
(2009
). 35.
X. Z.
Yu
, N.
Kanazawa
, Y.
Onose
, K.
Kimoto
, W. Z.
Zhang
, S.
Ishiwata
, Y.
Matsui
, and Y.
Tokura
, Nat. Mater.
10
, 106
(2011
). 36.
A.
Thiaville
, S.
Rohart
, É.
Jué
, V.
Cros
, and A.
Fert
, Europhys. Lett.
100
, 57002
(2012
). 37.
W.
Wang
, M.
Albert
, M.
Beg
, M.-A.
Bisotti
, D.
Chernyshenko
, D.
Cortés-Ortuño
, I.
Hawke
, and H.
Fangohr
, Phys. Rev. Lett.
114
, 087203
(2015
). 38.
S.-G.
Je
, D.-H.
Kim
, S.-C.
Yoo
, B.-C.
Min
, K.-J.
Lee
, and S.-B.
Choe
, Phys. Rev. B
88
, 214401
(2013
). 39.
K.
Zakeri
, Y.
Zhang
, J.
Prokop
, T.-H.
Chuang
, N.
Sakr
, W. X.
Tang
, and J.
Kirschner
, Phys. Rev. Lett.
104
, 137203
(2010
). 40.
J.-H.
Moon
, S.-M.
Seo
, K.-J.
Lee
, K.-W.
Kim
, J.
Ryu
, H.-W.
Lee
, R. D.
McMichael
, and M. D.
Stiles
, Phys. Rev. B
88
, 184404
(2013
). 41.
L.
Landau
and E.
Lifshits
, Phys. Z. Sow.
8
, 153
–169
(1935
); see also http://archive.ujp.bitp.kiev.ua/index.php?item=j&id=110.42.
T. L.
Gilbert
, IEEE Trans. Magn.
40
, 3443
(2004
). 43.
W. F.
Brown
, Phys. Rev.
130
, 1677
(1963
). 44.
B.
Schweflinghaus
, B.
Zimmermann
, M.
Heide
, G.
Bihlmayer
, and S.
Blügel
, Phys. Rev. B
94
, 024403
(2016
). 45.
M.
Heide
, G.
Bihlmayer
, and S.
Blügel
, Phys. Rev. B
78
, 140403
(2008
). 46.
S.
Rohart
and A.
Thiaville
, Phys. Rev. B
88
, 184422
(2013
). 47.
P.
Ferriani
, K.
von Bergmann
, E. Y.
Vedmedenko
, S.
Heinze
, M.
Bode
, M.
Heide
, G.
Bihlmayer
, S.
Blügel
, and R.
Wiesendanger
, Phys. Rev. Lett.
101
, 027201
(2008
). 48.
G.
Hasselberg
, R.
Yanes
, D.
Hinzke
, P.
Sessi
, M.
Bode
, L.
Szunyogh
, and U.
Nowak
, Phys. Rev. B
91
, 064402
(2015
). 49.
P.
Yan
, X. S.
Wang
, and X. R.
Wang
, Phys. Rev. Lett.
107
, 177207
(2011
). 50.
U.
Ritzmann
, D.
Hinzke
, and U.
Nowak
, Phys. Rev. B
89
, 024409
(2014
). © 2020 Author(s).
2020
Author(s)
You do not currently have access to this content.