具有面内梯度磁场的自旋轨道耦合偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的基态性质

我们研究了在二维谐振势阱和面内四极场中的自旋轨道耦合赝自旋-1/2偶极玻色-爱因斯坦凝聚体(BECs)的基态性质。我们系统分析并讨论了自旋轨道耦合(SOC)、偶极-偶极相互作用(DDI)以及面内四极场对系统基态结构和自旋织构的影响。在固定SOC和DDI强度时，根据种间与种内相互作用之比，系统在弱四极场强度下呈现带有半量子涡旋的四极条纹相，或带有半量子反涡旋的四极托马斯-费米相。随着四极场强度增强，系统实现带有隐藏涡旋-反涡旋团簇的环形混合相，而非各分量中的普通巨涡旋。特别令人感兴趣的是，当DDI和四极场强度固定时，强SOC导致交叉涡旋串结构的形成。对于给定的SOC和四极场，强DDI的系统显示出三明治状结构，或在自旋向上分量中具有长形反涡旋的特殊分层结构。此外，我们分析了该系统基态的典型自旋织构。结果表明，系统维持奇特的拓扑结构，如双曲自旋畴壁、skyrmion-半反skyrmion-反skyrmion晶格、半skyrmion-skyrmion-半反skyrmion晶格，以及鼓形反meron。