Spintwistronics: 通过光子双层拓扑晶格调控极端自旋轨道相互作用

Twistronics（扭转电子学），即通过扭转二维材料的双层来操控莫尔超晶格以控制多样且非平凡的性质，最近彻底改变了凝聚态与材料物理学。本文将扭转电子学的原理引入自旋光子学，将这一新兴领域命名为spintwistronics（自旋扭转光子学）。在spintwistronics中，两层由表面等离激元极化激元（SPP）平台上的光子拓扑自旋晶格构成，而非二维材料。每种二维SPP波支持由旋转对称性支配的具有稳定斯格明子拓扑的光子自旋晶格的构建。通过将spintwistronics引入等离激元学，本文在理论和实验上证明了两层光子自旋晶格可在特定魔角处产生莫尔自旋超晶格。这些超晶格由总角动量量子数周期性调制，展现出新奇的性质——包括新的准粒子拓扑、多重分形图案、极慢光控制等——这些性质在传统等离激元系统中无法实现。因此，它们为量子信息、光学数据存储和手性光-物质相互作用等实际应用开辟了多个自由度。