【摘 要】
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拓扑数Nsk为大于1的整数的skyrmions被称为高拓扑数skyrmions或高Nsk skyrmions。在本文中,我们从理论上研究了Nsk=2和Nsk=3的正方晶格高拓扑数skyrmion晶体（SkXs）的拓扑霍尔效应。由于衍生磁场的存在,当费米能量处于相邻的单条能带和交叠的多条能带之间的带隙内时,类似朗道能级的电子能带结构会产生量子化的霍尔电导。我们发现,与常规的（Nsk=1）SkX不同,
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拓扑数Nsk为大于1的整数的skyrmions被称为高拓扑数skyrmions或高Nsk skyrmions。在本文中,我们从理论上研究了Nsk=2和Nsk=3的正方晶格高拓扑数skyrmion晶体（SkXs）的拓扑霍尔效应。由于衍生磁场的存在,当费米能量处于相邻的单条能带和交叠的多条能带之间的带隙内时,类似朗道能级的电子能带结构会产生量子化的霍尔电导。我们发现,与常规的（Nsk=1）SkX不同,当费米能量升高并逐个穿过每条能带时,霍尔电导的量子化数值会平均增加1/Nsk。我们将该结果归因于以下事实:Berry相e是在动量空间中测量的,而一个孤立Skyrmion的拓扑数Nsk是在真实空间中测量的。这种互为倒数的规律不会影响常规的SkX,因为Nsk=1=1/Nsk。在一般情况下,具有赝自旋1的狄拉克—外尔费米子系统可以使入射电子在除了从法向入射势垒时表现出对势垒的完全透射外,在较大的入射角范围内也能表现出对势垒的完全透射。本文提出了衔接Lieb晶格紧束缚模型和赝自旋-1狄拉克方程的输运理论。我们以Lieb晶格为研究对象,基于格林函数理论,研究了入射电子能量、Lieb晶格势垒高度、势垒宽度对入射电子透射概率的影响。我们发现,当入射电子能量Ef恰好为势垒高度的0.5倍时,入射电子在所有入射角范围内均表现出对势垒的完全透射,这是超Klein隧穿现象的体现。此外,入射电子的波矢qx在满足特定条件时,透射概率曲线将出现若干个透射概率为1的极大值峰,这是共振透射效应的体现。综合这些输运特性,本文认为Lieb晶格具有比石墨烯更高的平均透射概率。
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