液晶skyrmion动力学的粗粒化模型

液晶 skyrmion 是方向场中拓扑保护的空间局域化畸变，从基础数学和应用物理的角度来看都令人着迷。skyrmion 在实验装置中实现，这些装置与显示技术中使用的装置相同。这为设计先进的光电应用开辟了令人兴奋的机遇。skyrmion 表现出类粒子的性质，包括在时间周期电场中的平移运动。尽管关于 skyrmion 集体行为的实验结果大量存在，但由于基于细粒化 Frank-Oseen 或 Landau-de Gennes 连续介质方法的数值模型计算繁重，对其有效相互作用和涌现动力学的理论理解相当有限。在此，我们发展了 skyrmion 动力学的粗粒化模型。该模型揭示了由脉宽调制电场驱动的 skyrmion 运动的基本物理机制。该机制基于 skyrmion 核心周围扭曲壁宽度的复杂动力学。宽度在电场的每个开启和关闭状态内以非互易方式演化，导致 skyrmion 的净位移。我们详细分析了平均 skyrmion 速度作为电场频率和强度以及占空比的函数。模型预测与实验结果以及细粒化模型的完整数值最小化结果在定性上一致。我们的结果深入揭示了观察速度反转作为场参数函数所需的条件。