课题组在国际权威学术期刊《应用物理快报》（Applied Physics Letters）上发表“Observation of localized acoustic skyrmions”的研究，首次在实验上观测到由深亚波长螺旋结构产生的局域化声学斯格明子。这一突破性进展有望推动新一代超紧凑、抗干扰的声学器件发展，如在声学传感、信息存储和粒子操控等领域的应用。
斯格明子是一种具有拓扑保护性质的准粒子，其概念最初源于核物理领域。此类结构的核心特征在于其矢量场（如磁化方向、速度方向）在空间中以特定方式缠绕，并具有一个被称为“斯格明子数”的拓扑不变量。这种拓扑特性使其对外部扰动和结构缺陷具有天然的鲁棒性。此前，声学斯格明子通常需要通过复杂的表面波干涉来构造，且仅在特定频率和严格的激发条件下存在。本研究创新性地采用了一种阿基米德螺旋微结构，通过激发其内在的本征共振模式，直接在结构表面生成了声学速度场构成的斯格明子。
阿基米德螺旋结构实现的声学斯格明子模式
该项研究首次通过简单的螺旋共振结构实现了局域化、多频率且具有强鲁棒性的声学斯格明子，无需复杂的外部波场调控。这为在真实空间中操控声学矢量场提供了全新的平台，为设计下一代高性能声学拓扑器件奠定了坚实的基础。