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自旋轨道耦合系统中磁单极子的斜散射与反常霍尔效应

介观与纳米尺度物理 2024-06-25 v1 材料科学 强关联电子

摘要

与巡游电子耦合的磁纹理(如斯格明子和畴壁)会产生丰富的输运现象,例如反常霍尔效应和非互易电流。一个有趣的情形是输运系数与磁纹理的全局(或拓扑)性质相关,例如斯格明子数和畴壁数。这类现象在应用中也很有意义,其中这些输运现象可作为在纳米尺度器件中电学探测磁纹理的潜在手段。在此,我们表明,当磁纹理在非中心对称且具有自旋轨道相互作用的系统中与巡游电子耦合时,由斜散射会产生与净磁单极电荷成正比的反常霍尔效应。该机制在铁磁畴壁中产生有限的反常霍尔效应,尽管其自旋在 xyxy 平面内旋转且没有面外磁矩。我们还讨论了贡献于反常霍尔效应的磁纹理与晶体对称性之间的关系。结果展示了自旋轨道相互作用与磁纹理相互作用产生的丰富特征,以及它们在纳米尺度器件中探测各种磁纹理的潜力。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.10180,
  title  = {Skew scattering by magnetic monopoles and anomalous Hall effect in spin-orbit coupled systems},
  author = {Jun Mochida and Hiroaki Ishizuka},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.10180},
  year   = {2024}
}

备注

7 pages, 3 figures