Topological phase transition driven by magnetic field and topological Hall effect in an antiferromagnetic skyrmion lattice
在磁性Skyrmion晶体中，通常可以观察到拓扑霍尔效应，它是由电织构和拓扑非平凡自旋织构的复合所引起的。本文研究了反铁磁Skyrmion晶格（AF-SkX）中电子的量子效率。我们表明，在强洪德耦合限制，拓扑非平凡的阶段出现在特定的填充。有趣的是，在低填充的外部场控制的磁性纹理，驱动系统从一个传统的绝缘体相的一个阶段表现出THE。这种行为表明发生了拓扑转变，这是由体隙的关闭，随后是其重新开放，同时出现一对螺旋边缘状态确认。通过对Chern数和Berry曲率的计算，进一步验证了这种转变.我们还计算了各种可观的，以量化的THE，即：霍尔电导率和轨道磁化的电子移动在AF-SkX纹理。
2021-02-01 cond-mat.str-el
Microscopic theory of electric polarization induced by skyrmionic order in GaV$_{4}$S$_{8}$
空隙尖晶石GaV $_{4}$ S $_{8}$最近被认为是具有与磁序耦合的相当大的极化$\boldsymbol{P}$的Skyrmion晶格态的原型多铁性材料。我们在微观层面上解释了这一现象。在密度泛函理论的基础上，我们构造了一个描述（V $_{4}$ S $_{4}$）$^{5+}$团簇分子轨道形成的弱耦合晶格中磁活性电子行为的有效模型.应用超交换理论和Berry相理论，导出了磁键中能量和极化变化与自旋方向的关系模型.我们认为，虽然每个skyrmion层主要是由超交换相互作用在同一平面上形成的，自旋依赖的$\boldsymbol{P}$产生的堆叠错位，这些平面在垂直方向上，这是固有的空隙尖晶石结构。我们预测各向同性，PDMATHAMR，反对称，$\sim \boldsymbol{e}_{i} \times \boldsymbol{e}_{j}$，贡献$\boldsymbol{P}$，解释实验观察到的效果的强烈竞争。
2019-03-07 cond-mat.str-el
Anomalous Fermi liquid phase in metallic Skyrmion crystals
在非中心对称晶体如MnSi中，磁序可以采取Skyrmion晶体（SkX）的形式。在这一阶段，传导电子耦合到本地磁矩获得一个贝瑞的阶段，导致涌现的电磁。受MnSi中的非费米液相的实验报告的启发，在该实验中观察到电阻率按$Δρ\sim T^{3/2}$缩放，在这里，我们研究了无公度SkX的耦合声子对电子的影响。尽管形式上类似于由费米表面耦合到电磁场组成的系统，但Berry相位波动不会导致非费米液体行为。相反，我们提出了一种不同的机制，其中电子散射的柱状波动在三维SkX。当忽略晶格诱导各向异性的影响时，这些波动是超软的，并诱导出“反常费米液体”，其中朗道准粒子存活，但具有垂直于柱的反常$Δρ(T)\sim T^{7/4}$电阻率，以及沿柱的费米液体电阻率。
2014-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.str-el
Topological transition in spectrum of skyrmion crystal with uniaxial anisotropy
St.Petersburg State University（圣彼得堡国立大学）；NRC “Kurchatov Institute”, Petersburg Nuclear Physics Institute（库尔恰托夫国家研究中心，圣彼得堡核物理研究所）
研究在Dzyaloshinskii-Moriya相互作用和单轴磁各向异性下，薄铁磁膜中斯格明子晶体元激发的能带结构，发现无各向异性时存在拓扑转变，并证明该转变在一定单轴各向异性范围内存在，且相图显示易平面域中转变场更高，易轴域中更低。
2025-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-vanishing Berry Phase in Chiral Insulators
二元化合物FeSi、RuSi和OsSi是手性绝缘体，空间群为P2_13，为立方晶系。通过从头计算，我们发现这些化合物的非零电子Berry相，其符号取决于手性的晶体。因此，存在贝里相信号表示由于电子而存在宏观电极化的强度的可能性。我们表明，这确实是如此，如果一个小的外部磁场施加在[111]方向。电极化的强度在磁场中是振荡的，并且具有区分晶体的手性的特征。我们的研究结果增加了绝缘体的拓扑分类的讨论，是重要的自旋电子学的应用，特别是，更深入地了解绝缘体中的skyrmions。
2013-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Skyrmion strings and the anomalous Hall effect in CrO$_2$
在XY模型等二维系统中，拓扑（或奇点）缺陷被认为在三维自旋系统的相变中起着至关重要的作用。在双交换铁磁体中，传导电子通过Hund规则与核自旋强耦合，在非平凡自旋织构的存在下，获得对反常霍尔效应（AHE）的Berry相贡献.我们结合霍尔和CrO $_2$的磁化数据与一个几何标度假设，以确认拓扑自旋缺陷密度的临界行为是一致的热容。这个分析是第一次实验证实的拓扑性质的临界波动。
2002-06-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Chiral magnetic textures in Ir/Fe/Co/Pt multilayers: Evolution and topological Hall signature
Skyrmions是拓扑保护的，二维的，局部的刺猬和旋转的螺旋。skyrmions最初是作为核相互作用的场论中的一个概念而发明的，它是凝聚态物质中广泛现象的核心。它们在室温（RT）下在磁性多层膜中的实现产生了相当大的兴趣，受到技术前景和对基本问题的访问的推动。Skyrmion与载流子的相互作用产生了奇异的电动力学，如拓扑霍尔效应（THE），霍尔对出现的磁场的响应，Skyrmion贝里相的表现。THE可以用来探测Skyrmion的提议需要进行定量测试。为此，必须全面了解skyrmion和其他手性纹理及其电指纹。在这里，使用霍尔传输和磁成像，我们跟踪的演变的磁性纹理和他们的签名在技术上可行的多层膜作为温度（$T$）和平面外施加的磁场（$H$）的函数。我们发现，拓扑霍尔电阻率（$ρ_\mathrm{TH}$）的规模与密度的孤立skyrmion（$n_\mathrm{sk}$）在很宽的范围内的$T$，确认的影响的skyrmion贝里阶段的电子输运。我们发现，在较高的$n_\mathrm{sk}$ skyrmions集群成蠕虫进行相当大的拓扑电荷，不像拓扑平凡的自旋螺旋。虽然我们建立了一个定性协议之间的$ρ_\mathrm{TH}(H,T)$和面密度的拓扑电荷$n_\mathrm{T}(H,T)$，我们详细的定量分析表明，一个更大的$ρ_\mathrm{TH}$比流行的理论预测观察到的$n_…
2018-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric Field-Induced Skyrmion Crystals via Charged Monopoles in Insulating Helimagets
在磁有序介质中传播的电子经历与其自旋的Berry相位相关的附加规范场，所述Berry相位遵循局部磁织构。与通常的电磁场相反，这种规范场允许磁序的刺猬缺陷（hedgehog defects）所对应的双激发。在绝缘体中，这些刺猬携带明确的电荷，允许它们被电场控制。一个特别强大的机制，有助于电荷是轨道磁电效应，捕获的$θ$角，这导致了$eθ/2π$的电荷刺猬。这是$θ$介质中磁单极子的威滕效应的直接结果。一个物理结果是外部电场可以在绝缘helimagnets中诱导skyrmion晶体相。
2015-07-22 cond-mat.str-el hep-th
Writing and deleting skyrmions with electric fields in a multiferroic heterostructure
磁skyrmions是一种拓扑自旋织构，可作为信息载体用于下一代信息存储和处理。在这样的设备中，对Skyrmions的电场控制是必不可少的，但仍然具有技术挑战性。在这里，使用第一性原理计算和Ginzburg-Landau理论，我们提出了一个可靠的过程中写入和删除skyrmions的电场，在平台上的多铁性异质结构，特别是$\text{Cr}_{2}\text{Ge}_{2}\text{Te}_{6} $ / $ \text{In}_{2}\text{Se}_{3} $异质结构。我们发现电场控制了电极化的强度，并间接影响了磁矩之间的反对称Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。后者是负责的Skyrmion自旋纹理的产生和消除，我们研究了金兹伯格-朗道分析的机制。我们讨论了实空间的Berry曲率，拓扑霍尔效应，可能的量子反常霍尔效应，和其他竞争的磁性结构。这些结果代表了量子技术的例子，并可能在未来的skyrmionics和器件制造的潜在应用。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge ordering and spontaneous topological Hall effect in bilayer skyrmion crystals
本研究通过双层斯格明子晶体模型，发现弱电子相互作用可诱导两种对称性破缺相，均产生自发的大拓扑霍尔效应，且相图可由电场调控，为相关材料研究提供新方向。
2025-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Current-induced motion of nanoscale magnetic torons over the wide range of the Hall angle
本文通过数值模拟发现三维磁托伦在电流驱动下表现出从零到完美的宽范围霍尔运动，源于离散晶格各向异性势垒，为拓扑自旋电子学提供新方向。
2024-07-03 cond-mat.str-el
Topological Hall effect in the A-phase of MnSi
最近的小角中子散射表明，MnSi的A相中的自旋结构是所谓的三重$Q$态，即，120度以下的三个螺旋的叠加。模型计算表明，这种结构实际上是所谓的skyrmions的晶格，即，自旋结构中拓扑稳定的结的晶格。我们报告了一个独特的额外贡献的霍尔效应的温度和磁场范围内的建议skyrmion晶格，这样的贡献是既没有看到也没有预期的正常螺旋状态。我们的霍尔效应测量构成了一个拓扑量子化的Berry相，确定自旋结构中看到的中子散射作为建议的skyrmion晶格的直接观察。
2009-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Atomically Modulating Competing Exchange Interactions in Centrosymmetric Skyrmion Hosts GdRu2X2 (X = Si, Ge)
本研究探讨了GdRu2X2 (X=Si, Ge)中X-p轨道对磁性交换相互作用的影响，发现Ge-4p轨道增强了竞争性交换相互作用，使GdRu2Ge2在更易达条件下表现出丰富的斯格明子行为，为原子级调控拓扑电子态提供了新途径。
2025-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin current generation via magnetic skyrmion, bimeron, and meron crystals
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所新兴物质科学中心）
通过拓扑自旋纹理生成自旋电流，揭示了无净磁化情况下自旋电流的产生机制及拓扑磁性金属在自旋电子学中的应用潜力。
2026-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous and Topological Hall Effects with Phase-Space Berry Curvatures: Electric, Thermal, and Thermoelectric Transport in Magnets
该研究建立含相空间贝里曲率的半经典理论，统一解释磁体中反常与拓扑霍尔等横向输运效应，推导低温普适关系并揭示自旋轨道耦合与交换耦合相对强度对输运行为的调控作用。
2025-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interface-driven topological Hall effect in SrRuO$_3$-SrIrO$_3$ bilayer
电子输运与磁性的耦合近年来引起了人们的关注，例如由于动量空间中的Berry相引起的反常霍尔效应。另一种非传统的霍尔效应--拓扑霍尔效应，起源于实空间的Berry相，最近在磁skyrmions的背景下变得非常重要。在由铁磁SrRuO $_3$和顺磁SrIrO $_3$组成的双层膜中，我们在很宽的温度和磁场范围内观察到了拓扑霍尔效应。拓扑项随SrRuO $_3$厚度的增加而迅速减小，最终在7个SrRuO $_3$晶胞处完全消失.结合模型计算，我们认为这种拓扑霍尔效应是由SrIrO $_3$的反转对称破缺和强自旋轨道耦合引起的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用驱动的.这种相互作用预计将实现内尔型磁skyrmion，其大小估计为$\sim$ 10 nm的拓扑霍尔电阻率的大小。结果表明，高质量的氧化物界面使我们能够调整系统的手性;这可能是迈向未来拓扑电子学的一步。
2016-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent phases in the Yao-Lee model via coupling to topological spin textures
本文研究Yao-Lee模型中马约拉纳费米子与拓扑自旋纹理的耦合，发现斯格明子晶体可诱导多种vison晶体及陈数高达5的拓扑相，并揭示螺旋自旋纹理主要产生无能隙通量晶体，阐明了量子自旋液体中拓扑自旋纹理与分数化准粒子相互作用的丰富物理。
2025-04-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase degree of freedom and topology in multiple-$Q$ spin textures
拓扑自旋织构的周期性阵列，如skyrmions和hedgehog，被称为多重$Q$自旋织构，因为它是由多重自旋密度波的叠加表示的。根据叠加方式的不同，不仅磁性质发生变化，而且拓扑性质也发生变化，从而导致出射电磁场通过Berry相位引起的各种量子输运和光学现象。其中，叠加波的相位自由度对于这种修改可能是重要的，但其效果迄今尚未完全阐明。本文对具有相位自由度的多重$Q$自旋织构的磁性和拓扑性质进行了系统的理论分析。通过引入一个对应于相位自由度的额外维数的超空间，我们建立了一个通用的框架来处理多$Q$自旋织构中的相移。将该框架应用于二维3 $Q$自旋织构，我们阐明了完整的拓扑相图，而改变相位和磁化，这取决于叠加波的类型。我们还研究了三维4 $Q$自旋纹理和澄清更丰富的拓扑相图。特别是，我们发现了新的拓扑相变与以前身份不明的狄拉克字符串上的刺猬和antihedgehogs导致对创建和融合。此外，我们通过分析以前研究中的数值数据，证明了在3 $Q$和4 $Q$的情况下，相移是由外部磁场引起的。我们的结果阐明了skyrmion和hedgehog晶格的拓扑方面的相位自由度，这将被扩展到其他多个$Q$纹理和有用的探索拓扑非平凡的磁相位和奇异的量子现象。
2022-01-10 cond-mat.str-el
Kagome lattice promotes chiral spin fluctuations
本研究通过对比三角晶格与畸变kagomé晶格金属的输运实验及建模，发现kagomé晶格的共角自旋三聚体结构可避免Berry相位抵消，增强手性自旋涨落，凸显晶格几何对涌现电动力学现象的关键作用。
2022-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Large anomalous Hall effect and \textit{A}-phase in hexagonal polar magnet Gd$_3$Ni$_8$Sn$_4$
本文在具有六方$C_{6v}$对称性的强关联极性磁体Gd$_3$Ni$_8$Sn$_4$中实验实现了大内禀反常霍尔效应与扩展的拓扑磁有序，证实了skyrmion $A$-相的稳定，并指出反常霍尔效应源于Berry曲率机制。
2024-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum kinetic equation and thermal conductivity tensor for bosons
该研究推导了任意玻色场二次哈密顿量在全相空间的量子动力学方程，关联相空间分布演化与贝里曲率等物理量，恢复玻尔兹曼方程并精确推导本征热霍尔效应，阐明能量磁化贡献且无需伪引力场。
2024-02-27 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spin-orbit-induced quantum chiral phases
Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；Institute of Basic Science, Sungkyunkwan University（成均馆大学基础科学研究所）；Korea University（高丽大学）
研究自旋-轨道相互作用如何在量子三角晶格模型中诱导非零手性标量，通过iDMRG分析相图并发现具有协同磁序和手性标量的相，揭示量子涨落对磁序的影响。
2026-05-12 cond-mat.str-el
Planar Hall effect and Anisotropic Magnetoresistance in Thin Films of Chiral Antiferromagnet Mn3Sn
本文测量 c 轴织构 Mn3Sn 薄膜的磁输运，揭示三个磁相中的 AMR 与 PHE 演化，并将自旋玻璃相中的符号反转归因于斯格明子等拓扑自旋织构。
2023-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
