旋錯是晶體材料內部破壞旋轉對稱性的拓撲缺陷(參見位錯),存在於完美晶體結構中且無法通過晶格重排或連續變形修復。其核心處對稱性被破壞,外部區域呈現緩慢變化特徵,拓撲性質需用實空間繞組數表征。旋錯缺陷與晶體拓撲性質存在體-旋錯對應關係,四方晶格和六方晶格旋錯分別攜帶e/4、e/6分數電荷。
該缺陷可通過切割重組晶體結構構造,如立方晶體切掉四分之一後粘合。中美研究團隊在拓撲晶體絕緣體旋錯處觀測到e/6和e/4分數電荷,實驗採用超材料放大原子尺度以實現毫米級觀測。光子晶體模型實驗驗證了體-旋錯對應關係,測得旋錯誘導的分數電荷值為5/2。聲學系統中通過Kekulé結構渦旋實現聲拓撲渦旋態,光學系統利用波導晶格構造近紅外拓撲零能模式。三維系統堆疊二維拓撲絕緣體可構造螺旋缺陷,旋錯局域態可用於波動操控和光學微腔設計。
基本介紹
- 中文名:旋錯
- 定義:晶體材料的內部微觀缺陷
