基于第一性原理的天空子母体拓扑霍尔效应

我们提出了一种用于计算具有非共线纳米尺度自旋纹理磁体中拓扑霍尔效应（THE）的第一性原理方法。我们采用一种建模方法来确定由自旋纹理诱导的有效磁场，从而规避了超晶格计算的计算挑战。基于这些结果，我们构建了一个 Wannier 紧致哈密顿量，用于表征电子态并计算霍尔电导。将这种方法应用于天空子母体材料 $\rm Gd_2PdSi_3$ 时，结果与实验数据良好一致。我们的分析在动量空间中进一步揭示，THE 的主要贡献来自于亏空能带在布里渊区高对称线上的交叉点。这项工作推进了用于模拟一般磁性系统的数值技术，示例性地包括但不限于天空子母体晶格，其结果为理解自旋纹理与电子传输之间复杂相互作用提供了洞见。