螺旋自旋结构晶体中的输运理论

我们研究自旋螺旋单晶中的螺旋结构。在螺旋势能的连续介质近似下，简单电子能带分裂为两个非抛物型能带。当费米能量大于能带间分裂能时，下能带由沿螺旋轴方向呈鞍形的曲面描述。利用考虑声学声子弛豫的玻尔兹曼方程，我们发现电流对电场与螺旋轴夹角的依赖关系，导致电导率中出现平行于和垂直于电场的分量。此外，我们发现跃迁速率依赖于电子自旋，允许能带间的跃迁。电导率相对于化学势表现出非线性行为。我们将此效应解释为能带各向异性、自旋守恒和带间跃迁的干涉。所提出的以有效质量近似下传导电子球模型的理论能够阐明实验中可辨识的非线性依赖关系。对于 MnP 单晶中从螺旋态到铁磁态相变时依赖于温度的平行电阻率，理论与实验数据高度吻合。此外，我们预言垂直电阻率在铁磁相中骤降至零。