扩散反铁磁薄膜中由skyrmion驱动的自旋与电荷拓扑霍尔效应

我们研究了金属反铁磁（AFM）薄膜中和/或 AFM 绝缘体-正常金属双层界面处、在扩散区含单个 skyrmion 的拓扑霍尔效应。为确定自旋与电荷霍尔电流，我们采用了带有自旋依赖与自旋翻转散射的玻尔兹曼动力学方程。传导电子与静态 skyrmion 之间的相互作用通过 skyrmion 纹理产生的相应 emergent 磁场包含在玻尔兹曼方程中。我们计算了由 AFM skyrmion 诱导的拓扑自旋霍尔效应与自旋累积的内禀与 extrinsic 贡献。我们表明，尽管自旋霍尔电流在 skyrmion 外迅速消失，只要自旋扩散长度长于 skyrmion 半径，自旋累积在远离 skyrmion 的边缘处可以是有限的。此外，我们表明在存在自旋依赖弛豫时间的情况下，拓扑电荷霍尔效应是有限的，并确定了相应的霍尔电压。我们的结果可能有助于在真实材料中通过电学手段探索反铁磁 skyrmion。