磁性 Weyl 半金属中电诱导自旋力矩的微观理论

我们在理论上研究 Weyl 半金属中磁化的电响应。Weyl 半金属是一类新的拓扑半金属，在动量空间具有刺猬型自旋纹理。由于这种奇特的自旋纹理，电子输运与自旋动力学之间的相互作用可能为磁化的电控制提供新方法。在本文中，我们考虑磁性掺杂的 Weyl 半金属，并系统研究在三维 Dirac-Weyl 金属中施加于局域磁化的电流和电荷诱导的自旋力矩。我们确定了所有电流诱导的自旋力矩，包括自旋轨道力矩、自旋转移力矩和所谓的 $\beta$-term，直至关于空间和时间的导数以及电流的一阶。我们发现自旋转移力矩和 $\beta$ 项缺失，而自旋轨道力矩正比于轴电流密度。我们还从微观上计算了电荷诱导的自旋力矩。我们发现电荷诱导的自旋力矩源于手性异常，这是由于我们模型中自旋算符与轴电流算符之间的对应。