光子布洛赫型天空之王在光学手性多层中
Bloch-type photonic skyrmions in optical chiral multilayers
AI总结：
本研究通过量子自旋霍尔效应预测在手性材料中存在光子布洛赫型天空之王，拓展了光子天空之王的家族，并揭示了光子与磁性天空之王在手性特征上的相似性。
摘要：
磁性天空之王是磁场中的拓扑准粒子。直到最近，作为其光子对应物之一，聂尔型光子天空之王在表面等离子体极化激元中被发现。光子天空之王的深子波长特性表明其在量子技术和数据存储中的潜力。迄今为止，这种布洛赫型光子天空之王尚未在这一全新的研究领域中被证实。在这里，通过利用多层结构中等离子体光学涡流的量子自旋霍尔效应，我们预测在手性材料中存在光子扭聂尔型和布洛赫型天空之王。其手性依赖特性可以被视为未来手性传感、信息处理和存储技术中的附加自由度。特别是，我们的发现扩展了光子天空之王的家族，并揭示了在看似遥远的两个领域：光子天空之王和磁性天空之王中，手性材料特征的显著相似性。
英文摘要：
Magnetic skyrmions are topological quasiparticles in magnetic field. Until recently, as one of their photonic counterparts, Néel-type photonic skyrmion is discovered in surface plasmon polaritons. The deep-subwavelength features of the photonic skyrmions suggest their potentials in quantum technologies and data storage. So far, the Bloch-type photonic skyrmion has yet to be demonstrated in this brand new research field. Here, by exploiting the quantum spin Hall effect of a plasmonic optical vortex in multilayered structure, we predict the existence of photonic twisted-Néel- and Bloch-type skyrmions in chiral materials. Their chirality-dependent features can be considered as additional degrees-of-freedom for future chiral sensing, information processing and storage technologies. In particular, our findings enlarge the family of photonic skyrmions and reveal a remarkable resemblance of the feature of chiral materials in two seemingly distant fields: photonic skyrmions and magnetic skyrmions.
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