MnBi 中由介观与微观非共面磁结构引起的拓扑霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2022-01-19 v1 材料科学
摘要
由 Berry 曲率诱导、源于非零标量自旋手性的拓扑霍尔效应（THE）是天幕子（skyrmion）等介观拓扑结构的重要特征。然而，THE 也可能源于晶格中其他微观非共面自旋结构。因此，为充分理解天幕子并寻找新的宿主材料，THE 的起源不可避免地需要被确定。在此，我们考察块体与微米级片状 MnBi 样品中的霍尔效应。样品尺寸影响了可探测到 THE 的温度与磁场范围。尽管块体样品仅在易锥态下受弱场作用时表现出 THE，但在薄片状样品中 THE 存在于宽广温度区间且出现在近饱和磁场处。我们的结果表明，晶格中的非共面自旋结构与拓扑非平庸的天幕子泡均对 THE 有贡献，且主导机制取决于样品尺寸。因此，MnBi 的磁相图具有强烈的尺寸依赖性。我们的研究提供了一个 THE 由两种机制同时诱导的实例，并在介观与微观磁结构之间架起桥梁。
引用
@article{arxiv.2011.06340,
title = {Topological Hall effect arising from the mesoscopic and microscopic non-coplanar magnetic structure in MnBi},
author = {Yangkun He and Sebastian Schneider and Toni Helm and Jacob Gayles and Daniel Wolf and Ivan Soldatov and Horst Borrmann and Walter Schnelle and Rudolf Schaefer and Gerhard H. Fecher and Bernd Rellinghaus and Claudia Felser},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.06340},
year = {2022}
}