近年来，磁孤子结构（比如磁涡旋，磁泡，斯格明子，畴壁等）的动力学吸引了人们极大的关注，这主要得益于其在信息存储，传感以及逻辑运算中的潜在应用。在这些自旋电子器件中，给磁孤子准确“定位”是一个重要的问题。一般来说，通过人造的缺口和突起可以有效的“钉扎”住磁孤子，从而让磁孤子获得确定的位置。科学家们做了很多努力来研究如何定量确定钉扎势的形状和大小。同时，对钉扎势的精确量化还能帮助我们获取一些不易直接观测的物理量的信息，比如，至今还存在争议的自旋转移力矩非绝热参数β。磁孤子受到的钉扎势之所以很难测准，主要是因为材料中广泛存在的缺陷和杂质会影响磁孤子的本征动力学。拓扑理论为解决这一问题提供了新思路。

我们研究了一维磁畴壁（磁孤子的典型代表）赛道晶格的集体动力学，这些磁畴壁受到缺口钉扎势和畴壁之间相互作用势的共同作用。我们把畴壁的动力学方程映射到Su-Schrieffer-Heeger (SSH) 模型，通过分析拓扑不变量Zak phase, 我们发现系统中存在两种不同的拓扑相。位于带隙中的拓扑边界态振荡频率只取决于钉扎缺口的形状，而不受材料缺陷和无序的影响。钉扎势的弹性系数从而可以通过精确确定的边界畴壁振荡频率和畴壁有效质量来得到。微磁模拟很好的验证了我们的理论结果。本文提出了一种精确测量磁孤子振荡频率的新方法，并表明磁孤子赛道除了作为一种新兴信息存储单元，还能用来有效地研究物质的拓扑相和拓扑相变。

该工作得到了国家自然科学基金，中国博士后科学基金面上项目和国家重点研发计划的资助。

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Phys. Rev. B 103, 054438 (2021).