巡游磁体中自旋刺猬衍生的电磁效应

在巡游磁体中，Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida 型的间接交换耦合已知可稳定非公度自旋螺旋，而对高阶自旋相互作用的考量则有利于形成非共面磁纹理。这体现为传导电子自旋追随该纹理时所累积的有限 Berry 相位，从而导致拓扑霍尔效应。本文利用具有双线性-双二次交换相互作用的有效自旋模型，研究三维巡游磁体中磁刺猬晶格的形成；该晶格表示磁反极子与磁单极子的周期阵列，近来已在 B20 型化合物中被观测到。与广泛使用的蒙特卡洛模拟不同，我们采用基于神经网络的方法探索非中心对称晶体结构中的基态自旋构型。进一步，我们探讨了因与自旋刺猬晶格耦合而在巡游磁体中产生的、与非零标量自旋手性相关的拓扑霍尔电导，并给出了磁光克尔效应的证据。