基于拓扑自旋织构的人工晶体中角态的实现

高阶拓扑绝缘体（HOTIs）的近期发现显著拓展了我们对物质拓扑相的认识。在此，我们预言在二维人工晶体中拓扑自旋织构的偶极耦合动力学里可出现二阶角态。以磁涡旋的呼吸蜂窝晶格为例，我们推导了集体涡旋回转的完整相图，并识别出三类此前未被发现的角态。我们表明，拓扑“零能”角模由六分晶格中的广义手征对称性保护，从而对无序和缺陷具有特殊的鲁棒性，尽管二分晶格的常规手征对称性并不存在。我们提出使用量子化的 $\mathbb{Z}_{6}$ Berry 相位来刻画非平庸拓扑。有趣的是，我们观察到角态出现在钝角或锐角处，取决于晶格边界是扶手椅形还是锯齿形。全微磁模拟以良好的一致性证实了理论预言。在实验上，我们建议使用近期发展的超快洛伦兹显微术 [Möller \emph{et al}.,{arXiv:1907.04608}]，通过时间分辨追踪纳米尺度涡旋轨道来探测拓扑角态。我们的发现为在磁系统中实现高阶拓扑保护的角态并最终实现拓扑自旋电子存储与计算开辟了一条有前景的途径。