约束铁电向列相中的自发电极化拓扑
拓扑结构吸引了不同物理和技术领域的人们。然而，这些观测结果在磁性和固态铁电系统中是有限的。铁电向列相是第一个具有多种空间分布极化场可能性的液态铁电体。与传统的磁性或晶体系统相反，各向异性液晶相互作用可以与极化对应物竞争，因此在低估它们的相互作用和由此产生的拓扑结构方面提出了挑战。在这里，我们发现了在准二维铁电向列畴的出现和生长过程中出现的手性极化类半子结构。手性可以在极性织构中自发出现，并且可以通过引入手性掺杂剂来额外偏置。这种微米级极化织构是磁半子的改良电变体。实验和扩展的平均场模型都表明，极化强度对极化拓扑的决定起着专门的作用，为探索强极化液晶中不同的极性结构提供了指导。当对称性被破坏时，就会出现拓扑缺陷。由此产生的自旋或磁结构的复杂性和多样性，如斯格明子、半子等，引起了人们的广泛关注。近几十年来，人们已经证明这种具有准粒子性质的向量场是集成和存储磁、电、光和量子信息的有效途径。这些发现对未知拓扑场的探索及其可设计性和可控性提出了新的挑战。最近发现的一种铁电向列相流体，即所谓的NF态，是第一例具有高流动性的液体物质铁电体。由于液晶( LC )的性质，其固有的弹性和极性，以及与受限表面的多方面相互作用和对外部场的响应，为我们探索软物质物理中的奇特态和突现现象提供了肥沃的土壤。其中，偏振场直接由二次谐波( SHG )显微镜观测，这得益于它的高非线性系数，并且系统易于处理和操纵。如果极性和LC取向之间发生相互作用，材料范畴的优势将超越传统的磁性系统和固态铁电体。在这里，我们报道了在NF态中各种非平庸极化子变体的发现。无论极性实体的非手性性质如何，它们都表现出自发的手性对称性破缺。通过引入偶极相互作用，我们用Frank - Oseen势推广了基于n指向矢的平均场理论来描述观察到的极化拓扑。这些发现建立了软物质极化结构的基本物理，并允许探索其稳定和多样化的参数空间。
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