自旋通量斯格明子：异常电子动力学与自旋霍尔电流

我们提出了一种拓扑上不同的斯格明子，称为自旋通量斯格明子，它与常规斯格明子具有相同的实空间磁化强度分布，但其底层拓扑结构存在根本差异。这一差异源于其旋转矩阵在双连通SO(3)群流形上所 traced 的路径，导致环绕该纹理时产生非平凡的旋量相位 $e^{i\pi}$。利用显式的SU(2)规范场形式体系，我们推导了常规斯格明子和自旋通量斯格明子各自产生的涌现磁场分量。常规斯格明子表现出主导的 $\sigma_z$ 分量以及微弱的偶极 $\sigma_x, \sigma_y$ 贡献，而自旋通量斯格明子则具有额外的单极 $\sigma_x$ 分量，能够在有限密度的斯格明子下产生有限的平均涌现场。这一非平凡分量在霍尔电导中引入了一项非平凡贡献，从而可以直接解释无法仅由常规斯格明子解释的实验霍尔电阻率异常。此外，我们证明该附加项与传导电子的面内自旋极化耦合，为控制横向霍尔响应提供了另一个可调的调控手段。