纵向与横向交流驱动下搓衣板势中斯格明子运动的夏皮罗台阶

我们数值研究了二维斯格明子在准一维正弦衬底势中，受外加直流和交流驱动影响的行为。在过阻尼极限下，当直流和交流驱动均沿平行于衬底调制方向的纵向排列时，若交流驱动频率与斯格明子在衬底上运动所动态产生的搓衣板频率相匹配，速度-力曲线会展现出经典的夏皮罗台阶特征，这与之前在超导涡旋系统中的观测类似。在斯格明子的情形中，非耗散的马格努斯力对斯格明子运动的额外贡献将锁定台阶的位置移向更高的直流驱动值，并且我们发现斯格明子会相对于直流驱动方向以一定角度运动。对于纵向直流驱动和垂直或横向交流驱动，过阻尼系统不显示夏皮罗台阶；然而，当存在有限的马格努斯力时，我们发现在锁相区域中出现了显著的横向夏皮罗台阶以及复杂的二维周期性轨道。纵向和横向交流驱动均产生锁定台阶，其宽度随交流驱动幅度的增加而振荡。我们研究了斯格明子集体相互作用的影响，发现对于纵向和横向交流驱动均会出现额外的分数锁定台阶。在较高的斯格明子密度下，系统经历一系列动力学有序-无序转变，斯格明子在锁相台阶上形成运动固体，而在台阶之间的区域则形成涨落的动力学液体。