通过扭曲光对铁电斯格明子拓扑的动力学控制
介观与纳米尺度物理
2024-05-16 v1 材料科学
摘要
扭曲光携带非零轨道角动量，可从光转移至纳米至微米尺度的电子与粒子。迄今为止，扭曲光与偶极系统之间的相互作用鲜有探索，尽管后者具有诸如斯格明子（skyrmions）等丰富拓扑形态并具备强光照-物质耦合。在此，利用基于第一性原理的模拟，我们展示扭曲光能够激发并驱动动力学极化斯格明子，并将其非零卷绕数转移至铁电超薄膜。斯格明子在两界面交替地连续产生与湮灭，并经历从显著“Bloch”到“Neel”特征的周期性转变，伴随出现极化消失的“Bloch 点”拓扑缺陷。斯格明子的动力学演化对应于拓扑数随时间在“0”与“1”之间的恒定跳跃。这些引人注目的现象被发现具有静电起源。因此，我们的研究展示并解释了这一独特光-物质相互作用为何能在功能材料中创造和操控拓扑孤子方面极为强大。
引用
@article{arxiv.2302.01402,
title = {Dynamical control of topology in ferroelectric skyrmions via twisted light},
author = {Lingyuan Gao and Sergei Prokhorenko and Yousra Nahas and Laurent Bellaiche},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.01402},
year = {2024}
}