利用偏振PEEM探索等离激元自旋半子对的时空拓扑结构

纳米尺度下光与物质之间复杂的相互作用揭示了一个迷人的现象领域，其中之一就是表面等离激元（SPPs）。这些发生在金属和介质材料界面上的电子集体振荡，由于其能够在亚波长尺度上约束和操纵光的能力而受到了广泛关注。最近，这个领域的一个显著突破是通偏振光电发射显微镜（PEEM）揭示的等离子自旋半子对的时空拓扑结构。

自旋的概念通常与电子相关联，但可以通过极化的类比将其扩展到电磁场。在等离激元系统中，光的极化可以映射到一个赝自旋上，其中电场矢量的方向定义了自旋方向。当这些自旋方向表现出非平凡的空间排列时，它们就形成了具有拓扑性质的自旋织构。拓扑不变量，例如陈数，量化了自旋场的缠绕，并决定了这些结构抵抗扰动的稳定性。

自旋半子是拓扑缺陷，其特征是半整数的缠绕数，这使其与斯格明子区分开来，后者具有整数的缠绕数。在一个半子中，自旋矢量仅覆盖布洛赫球的一半，这与斯格明子覆盖整个球体不同。半子对，由两个具有相反拓扑电荷的半子组成，由于干涉效应可以在等离激元场中出现。这些对表现出独特的时空动力学，使其成为深入研究的对象。