2025年10月6号，我们课题组在声学波操控领域取得重要进展，在国际权威学术期Applied Physics Letters上发表了题为《Observation of acoustic spin skyrmion in confined
sound field with orbital angular momentum》的研究论文。本研究团队创新性地设计了一种由12层圆环嵌套而成的三维同圆柱体结构，并精密设计了周期性沟槽结构以支持"人工声表面波"的传播。
斯格明子最早由英国物理学家Tony Skyrme于1962年在高能物理领域提出，用于描述核子中的拓扑孤立子。这种具有非平庸拓扑特性的矢量场纹理结构，因其独特的稳定性和紧凑的尺寸，被认为是下一代高密度信息存储的理想载体。近年来，斯格明子模式已在磁性材料、光学系统、玻色-爱因斯坦凝聚态等多个物理体系中被观测到，但相较于天然具有自旋角动量的横波，在无旋声场中构建自旋矢量场的斯格明子始终面临重大挑战——声波作为纵波，本身不具备横波所固有的自旋角动量。
针对这一难题，本研究团队创新性地设计了一种由12层圆环嵌套而成的三维同心圆柱体结构，并精密设计了周期性沟槽结构以支持"人工声表面波"的传播。通过调整在结构中心设置的四个点源，使它们的相位依次相差90度，从而构建出逆时针旋转的声涡旋，在超结构表面激发出基于自旋-轨道耦合效应的多阶贝塞尔型人工声表面波。
从物理机理上看，该自旋斯格明子的形成源于能量流与无功功率的矢量耦合。具体而言，沿方位角方向的能量流呈甜甜圈状分布，而沿径向和轴向的无功功率则诱导出不同方向的声自旋密度，这三个矢量始终满足右手定则，最终在结构表面形成Néel型自旋斯格明子的拓扑纹理。
这一研究成果不仅将斯格明子的观测拓展至声学自旋场领域，更展示了在亚波长尺度下通过人工微结构操控声波矢量特性的强大能力，为基于结构声场的微粒操控、高容量声信息处理及拓扑声器件的设计开辟了全新途径。