从磁学视角探讨胶体指纹：拓扑、能量与相互作用

手性液晶和手性磁体承载着多种由Frank-Oseen和Dzyaloshinskii模型所描述的拓扑孤子子。利用这一对应关系，我们发展了对受限液晶及其磁学对应物中胶体指纹的统一描述。纳入体积各向异性和表面各向异性的连续模型框架中，我们分析了两种主要指纹类型（CF-1和CF-2）的拓扑结构、相互作用及集体态。我们指出，胶体指纹是由孙子构成的复合手性孤子子。CF-2对应于具有单位拓扑电荷的双孙子，而CF-1是由两个涡旋相同孙子的拓扑平凡复合体。在同伪视角下，这些纹理对应于天球拓扑和液滴。强制均匀锚定导致约束效应，改变孙子结构并在薄膜厚度方向上重新分布拓扑电荷。孤立指纹在均匀态中之间发生排斥性相互作用，表现为类粒子行为。当孤立指纹的能量为负时，出现周期相态，导致具有发散晶格周期的核化型相变。允许指纹类型退化可产生混合周期序列，类似于堆积多形。若在圆锥背景中，相互作用因失真区域的重叠而变为吸引。薄膜厚度控制稳定性和结构：薄膜中，孤子子坍塌；厚膜中，双孙子在表面稳定态与类固体态之间呈双稳态。