Fe3GeTe2 中磁场诱导的非平凡电子拓扑

Fe$_{3-x}$GeTe$_2$ 的反常霍尔、能斯特和热霍尔系数在降温时呈现出若干特征，例如在 $T = 50$ K 以下能斯特信号的反转，指向与磁性自旋织构发展相关的拓扑转变（TT）。由于反常输运变量与贝里曲率相关，可能的 TT 可能意味着对维德曼-弗朗兹（WF）定律的偏离。然而，在我们的实验精度内，Fe$_{3-x}$GeTe$_2$ 的反常霍尔和热霍尔系数在沿层间方向施加磁场 $\mu_0H$ 时满足 WF 定律。令人惊讶的是，对于沿平面 \emph{a} 轴以及沿化学势梯度施加的 $\mu_0H$，也观察到巨大的反常输运系数，而由于洛伦兹力的缺失，该构型本不应导致它们的观测。然而，随着 $\mu_0H$ $\|$ \emph{a} 轴增大，磁化与中子散射仅表明磁矩逐步向平面倾斜并最终饱和。这些反常平面量被发现不与平面磁化分量（$M_{\|}$）成比例，而是在超过 $\sim \mu_0 H_{\|} =$ 4 T（即将磁矩沿 $\mu_0 H_{\|}$ 对齐所需磁场）时急剧下降。我们认为，局域手性自旋结构（如斯格明子，以及可能的斯格明子管）导致了依赖于磁场的自旋手性，从而产生一种新型拓扑反常输运。局域手性自旋结构被我们引入微小 Dzyaloshinskii-Moriya 和双二次交换相互作用的蒙特卡洛模拟所捕捉。