铁磁体与反铁磁体中的超流体自旋输运

本文聚焦于自旋超流体输运，其观测最近在反铁磁体 Cr$_2$O$_3$ 中已有报道 [Yuan et al., Sci. Adv. 4, eaat1098 (2018)]。本文分析了在注入自旋的界面附近，由非相干磁子注入的自旋流转变为超流体自旋流的过程中耗散所起的作用。Landau-Lifshitz-Gilbert 理论中的 Gilbert 阻尼参数不能恰当地描述耗散，耗散参数由缺陷散射磁子的玻尔兹曼方程算出。发展了类似于超流体两流体理论的两流体理论。该理论表明，在低温下体材料中温度变化对超流体自旋输运（体 Seebeck 效应）的影响较弱。还讨论了 Yuan 等人之结果源于自旋探测器与样品之间界面处 Seebeck 效应的情形。由集体自旋模的谱导出了置于磁场中的反铁磁体的朗道判据。与易平面铁磁体中 Goldstone 模先失稳不同，朗道不稳定性在带隙模中比在无能隙 Goldstone 模中更早开始。确定了实验几何构型下磁涡旋的结构。涡旋核具有 skyrmion 结构，其磁化强度在垂直于磁场方向上有有限分量。该磁化在涡旋线离开样品的出端点附近产生杂散磁场，可用于涡旋的实验探测。