具有手性自旋织构系统中拓扑霍尔效应的一般理论

我们提出了一个关于具有无序手性自旋织构阵列（如磁性 skyrmion）的二维磁性系统中拓扑霍尔效应（THE）的自洽理论。我们关注散射区，即巡游电子的平均自由程超过自旋织构尺寸，且 THE 源于单个手性自旋织构上的非对称载流子散射。我们在 Boltzmann 动理学方程基础上计算电阻率张量，通过碰撞积分考虑 skyrmion 上的非对称散射。我们的理论描述了绝热区（THE 源于自旋霍尔效应）和非绝热散射区（THE 由纯电荷横向电流导致）。我们分析了 THE 电阻率对手性自旋织构结构以及材料参数的依赖关系。我们讨论了由 skyrmion 尺寸增大驱动的 THE 自旋与电荷区之间的交叉、由费米能量变化和交换相互作用强度引起的 THE 特征；我们评论了 THE 的符号与大小。