二维周期衬底上直流与交流驱动斯格明子的 Shapiro 台阶与非线性斯格明子霍尔角

对于一个在二维周期衬底上、受直流与交流联合驱动过的阻尼粒子，其速度-力曲线中会出现一系列被称为 Shapiro 台阶的台阶。本文中我们表明，对于在二维周期障碍阵列上受直流驱动与平行于或垂直于直流的交流驱动所驱动的斯格明子，由于 Magnus 力，系统表现出众多横向与纵向同步动力学。这些现象源于两类不同锁相效应之间的相互作用：Shapiro 台阶与方向锁定。在某些情况下，斯格明子霍尔角恒定但出现纵向 Shapiro 台阶，而在其他 regime 中，当斯格明子锁定到障碍晶格的不同对称方向时，斯格明子霍尔角在锁相期间可随直流驱动增大而增大或减小。对于横向交流驱动，我们发现某些锁定相中会出现强烈的霍尔角过冲，此时斯格明子运动角度远大于本征霍尔角。对于最强的 Magnus 力，锁相效应减弱且无序动力学区域更大。我们表明，斯格明子霍尔角可通过固定直流驱动并改变交流驱动幅值来控制。