多铁性材料中拓扑磁振子极化子的直接观测

磁振子极化子是一种具有混合磁振子和声子特征的新型元激发，负责许多奇特的自旋电子学和磁振子学现象。尽管长期以来实验上一直在努力追寻磁振子极化子，但几乎未观察到其存在的直接光谱证据。在此，我们报道了利用中子谱学在具有强磁振子 - 声子耦合的多铁性材料 Fe$_{2}$Mo$_{3}$O$_{8}$ 中直接观测到磁振子极化子。具体而言，在磁有序温度以下，原始磁振子带和声子带的标称交点处打开了一个能隙，导致形成两个分离的磁振子 - 极化子带。每个带在其磁振子分量和声子分量之间经历混合、相互转换和反转。我们将磁振子极化子的形成归因于由 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用诱导的强磁振子 - 声子耦合。有趣的是，我们发现能带反转的磁振子极化子在拓扑上是非平凡的。这些结果揭示了源于磁振子 - 声子耦合的奇特元激发，并通过考虑不同类型基本激发之间的杂化，为拓扑态提供了一条新途径。