近日，yl23411集团官网杨河林教授课题组与南洋理工大学申艺杰教授，电子科技大学王任教授联合团队，在微波斯格明子的生成方面有新的突破。研究成果以“Free-form flexible metasurfaces robustly generating microwave skyrmions”为题发表在国际顶级期刊Advanced Materials（IF 26.8）上(https://doi.org/10.1002/adma.202518268)。yl23411集团官网23级博士生付洋为论文的第一作者，华中师范大学为第一完成单位。杨河林教授与申艺杰教授为论文的共同通讯作者。

斯格明子(Skyrmion)是一类具有拓扑保护特性的矢量场结构，其拓扑数在连续形变或外界扰动下保持不变，因而被认为是实现高鲁棒性信息编码和抗干扰通信的重要物理载体。近年来，随着超表面技术的发展，基于人工电磁结构调控自旋与相位，实现结构光场的精确构建成为前沿热点。然而，现有斯格明子产生装置多依赖刚性平面结构，难以适应柔性电子与微波通信系统的发展需求。

图1：柔性超表面生成拓朴稳定的斯格明子示意图。斯格明子的拓朴数在边界变化时依旧保持稳定

针对这一挑战，杨河林教授领导的联合团队提出了一种自由形式柔性超表面平台，在微波频段成功实现了拓扑稳健的Stokes斯格明子生成。研究通过自旋解耦设计，协同调控几何相位与传播相位，不仅在平面结构中实现了不同拓扑数的斯格明子构建，还验证了在结构形变条件下拓扑数保持不变的特性。更为重要的是，即使在大比例单元缺失和环境扰动情况下，实验测得的斯格明子数仍保持稳定，充分体现了拓扑保护机制在实际工程条件下的鲁棒性。

图2：(a) 沿中心区域（第一行）或随机（第二行）移除超表面单元。移除率从左到右分别为 0%、20%、40%、60%、80% 和 100%。从平面超表面随机移除一定比例的单元后获得的斯格明子数（b）模拟结果与（c）实验结果的比较。(b) 中的蓝色区域显示了随机移除超表面单元后斯格明子数的标准差

该成果首次实现了柔性超表面与拓扑光场生成的有效结合，为高容量无线通信、柔性可穿戴器件以及抗干扰场编码技术提供了新的技术路径。该研究标志着拓扑光场从“理想结构验证”迈向“柔性可变形工程平台”的关键一步，为未来跨频段拓扑光子器件的发展奠定了坚实基础。

上述研究工作得到了中央高校基本科研业务费专项资金（CCNU25ai042）；中央高校基础研究专项资金（卓越创新项目）（30106250136）；新加坡教育部(MOE)AcRF一级基金（RG157/23 & RT11/23）以及新加坡科技研究局（A*STAR）MTC个人研究基金（M24N7c0080）共同资助。

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通讯员｜周小锋

责　编｜吴科汝

审　校｜赵蕴杰