[发明专利]线偏振非平面光波在拓扑绝缘金属多层核-壳体表面产生可调谐非梯度光学力的方法

权利要求书

1.一种线偏振非平面光波在拓扑绝缘金属多层核-壳体表面产生可调谐非梯度光学力的方法，其特征在于，在线偏振非平面光波照射下，通过使拓扑绝缘体/金属多层核-壳体偏离入射光轴(z轴)中心，破坏拓扑绝缘体/金属多层核-壳体周围的玻印亭矢量对称分布，使多层核-壳体上的总玻印亭矢量不为零，产生非梯度光学力；且该总玻印亭矢量随拓扑绝缘体的量子态的变化发生改变，进而改变总玻印亭矢量作用在多层核-壳体上的非梯度光学力的方向和大小，来调控多层核-壳体在入射光场中的运动轨迹，从而对附着在多层核-壳体表面的纳米尺寸分子进行可调谐捕获和筛选，其中多层核-壳体处于入射光束内，且偏离光束沿入射方向的中心对称轴(z轴)的距离为l，0l≤w(z)；w(z)为入射光束宽，随z的变化发生改变，-∞z+∞；多层核-壳体由金属层、拓扑绝缘体层交替生长而成，层数为n层，n1；每层厚度在1纳米至1微米；多层核-壳体的外形是曲面几何体或者多面体，体积在1立方纳米至1000立方微米；多层核-壳体中核与壳的中心重叠或分离；

所述的表面附有纳米尺寸分子的拓扑绝缘体/金属多层核-壳体，通过光照、通电、加热、加压或外加磁场实现拓扑绝缘体从拓扑非平庸到拓扑平庸的可逆量子相变。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，入射光为线偏振非平面波，类型包括高斯波、贝塞尔波、艾里波；入射光垂直照射拓扑绝缘体/金属多层核-壳体；频率范围为0.3μm～20μm；功率范围为0.1mW/μm²～10mW/μm²。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的入射光的光源采用波长可调谐激光器、半导体连续、准连续激光或者发光二极管。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的表面附有纳米尺寸分子的拓扑绝缘体/金属多层核-壳体，金属层是Al、Ag、Au、Cu、Ni或Pt。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的表面附有纳米尺寸分子的拓扑绝缘体/金属多层核-壳体，拓扑绝缘体是Bi_xSb_1-x、HgTe、Bi₂Te₃、Bi₂Se₃或Sb₂Te₃。

6.根据权利要求1或2或4或5所述的方法，其特征在于，所述的表面附有纳米尺寸分子的拓扑绝缘体/金属多层核-壳体，纳米尺寸分子具有非手性结构或手性结构。

7.根据权利要求1或2或4或5所述的方法，其特征在于，所述的表面附有纳米尺寸分子的拓扑绝缘体/金属多层核-壳体，多层结构通过材料生长工艺实现，包括磁控溅射、电子束蒸发、金属有机化合物化学气相沉淀、气相外延生长或分子束外延。