近日，中国科学技术大学联合香港科技大学，在向列相液晶体系中，实现了通过光控拓扑单极子介导的半斯格明子拓扑动态转换，并以单极子为载体，实现了胶体颗粒的可控输运。这一成果为拓扑物态的非平衡调控和微纳尺度物质输运提供了新途径。
斯格明子作为具有拓扑保护特性的非平庸结构，在信息存储、自旋电子学和量子计算等领域具有应用前景。在单一系统中实现不同拓扑构型之间的可控转换，并对转换过程进行实时观测和动态调控，是研究人员追求的目标。特别是，斯格明子具有拓扑保护的奇异特性，改变其诸如斯格明子数等拓扑不变量颇具挑战。因此，实现斯格明子的拓扑转换已成为研究热点。
研究团队通过在向列相液晶盒中设计具有几何阻挫的界面图案，在半斯格明子弦中诱导产生了8种不同类型的单极子结构，包括双曲型、圆形及中间态的（反）刺猬构型。这些单极子作为拓扑场的源与汇，成为连接不同半斯格明子构型的重要桥梁。通过线性偏振蓝光驱动系统脱离平衡态，团队实现了单极子对之间从吸引到排斥的动态切换，进而诱导半斯格明子发生拓扑转变，如从半奈尔斯格明子转变为半反斯格明子。
团队进一步开发了拓扑单极子的微纳操控功能，并将其作为微型“搬运工”。在螺旋形半斯格明子弦中，单极子可沿预设轨迹自主运动，带动胶体颗粒从中心向边界（或反向）进行可控输送，使运动速度在0.35至2.32µm/s范围内可控，且几乎不受流体动力学干扰，展现出在微米尺度货物输送中的应用潜力。
这一研究揭示了单极子在半斯格明子拓扑转换中的重要作用，实现了光控下的动态编程调控，为拓扑物态的非平衡动力学研究提供了范例。
相关研究成果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会和中国科学院等的支持。
论文链接
单极子在半斯格明子弦中的运动轨迹及其驱动的胶体自组装输运过程
新闻网讯 11月4日，《自然-纳米技术》（Nature Nanotechnology）在线发表华中科技大学生命学院、国家纳米药物工程技术研究中 在内蒙古包头市第三十五中学的操场上，学生正在练习跑步体测项目，操场上的AI体育设备自动识别并记录运动数据。体育课上，通过AI体育设备，教师参考学生练习成绩，提高课堂效率，开展个性化教学。包头市 《中华人民共和国学前教育法》以“推进学前教育普及普惠安全优质发展”为主线，深刻、全面、具体阐述了落实政府发展学前教育责任的法律规定和实现路径，对于加快学前教育高质量发展、实现现代化 中国教育新闻网讯（记者 焦小新）近日，由广东以色列理工学院（以下简称“广以”）、广东省能量转换材料和技术重点实验室主办的“2024先进材料与柔性电子国际研讨会”成功举办。世界柔性电子领域知名 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 周洪松 通讯员 李艳 张霄 蒋钰皓）一句句质朴的话语、一个个感人的故事、一段段震撼的人生感悟，不时激起在场学子的阵阵掌声……日前，河北省“劳模工匠进校园” 摘要：中华民族共同体意识培养是涵养家国情怀的重要内容，统编版高中历史教科书在编写中也突出了民族团结主题。在高中历史课堂教学中渗透中华民族共同体意识有利于培育学生的家国情怀，落实立德树 。本文链接：研究利用拓扑单极子实现光驱动液晶斯格明子拓扑转换http://www.sushuapos.com/show-12-1956-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 高分辨率激光脉冲时域整形技术研究取得进展