文章来源：今日新材料
传导电子和磁织构的耦合，产生了基于层展电磁场语言描述的量子输运现象。对于磁斯格明子skyrmions，即自旋旋转的粒子状物体，主要由拓扑缠绕产生层展emergent磁场，从而导致传导电子表现出了拓扑霍尔效应topological Hall effect，THE。
当在传导电子流条件下，斯格明子晶格 skyrmion lattice (SkL) 获得漂移速度时，也会产生层展电场。由此产生的层展电动力学表明了，通过斯格明子晶格SkL和传导电子的相对运动决定了能量的大小。
近日，日本理化学研究所（RIKEN Center for Emergent Matter Science，CEMS) Max T. Birch，Naoto Nagaosa & Yoshinori Tokura等，在Nature上发文，报道了在Gd2PdSi3中，斯格明子晶格SkL运动引起的层展电动力学，这是因为巨大的拓扑霍尔效应THE促成的。
随着电流激励的增加，还观察到斯格明子晶格SkL运动，从钉扎状态到蠕变状态，最后到流动状态的动态转变，其中拓扑霍尔效应THE被完全抑制。即使在复杂的多波段系统（如此处化合物）中，完全消除拓扑霍尔效应THE所需的伽利略相对论，一般也可以在流态中恢复。
还观察到拓扑霍尔效应THE电压足够大，可实时测量斯格明子晶格SkL速度-电流曲线，在蠕变状态时，斯格明子晶格SkL的类惯性运动，表现为斯格明子Skyrmion速度的电流滞后。
Dynamic transition and Galilean relativity of current-driven skyrmions.
图1: 在Gd2PdSi3中，斯格明子晶格skyrmion lattice，SkL非线性。
图2: 电流诱导斯格明子SkL晶格运动的层展电动力学。
图3: 电流诱导斯格明子Skyrmion速度分布的场依赖性。
图4: 实时测量斯格明子Skyrmion速度剖面和惯量。
文献链接
Birch, M.T., Belopolski, I., Fujishiro, Y. et al. Dynamic transition and Galilean relativity of current-driven skyrmions. Nature 633, 554–559 (2024).
https://doi.org/10.1038/s41586-024-07859-2
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07859-2
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