科學家實現聲二階拓撲絕緣體—新聞—科學網

2020-11-25 科學網

 

日前，南京大學教授盧明輝、陳延峰團隊與蘇州大學教授蔣建華團隊合作，在聲子晶體中發現二階拓撲相和多維拓撲相變，相關研究成果近日在線發表於《自然-物理》。

研究人員在空氣聲系統中首次觀測到不同空間維度的拓撲相變，並利用多維度的拓撲相和拓撲相變實現了二階拓撲絕緣體，揭示了高階拓撲相形成的新機制。

「為了驗證聲二階拓撲絕緣體，我們利用3D列印技術製備了一系列樣品並在實驗上進行了測量表徵，不僅發現了一維的邊界態，並在邊界態的帶隙中觀測到零維的角態，這正是二階拓撲絕緣體的特徵。」南京大學現代工程與應用科學學院特任副研究員張秀娟說。

研究還發現，一維邊界態可隨著系統幾何參數的變化發生拓撲相變，類似於二維的體隨幾何參數的變化發生的拓撲相變。利用這一現象，研究實現了在空間不同維度上對聲波的拓撲調控，即可以通過改變系統幾何參數控制二維體態、一維邊界態以及零維角態的產生和消失。

此次研究以空間多維度的拓撲相為基礎實現了聲二階拓撲絕緣體，所揭示的多維度拓撲性質為深入研究高階拓撲相提供了新的理論和實驗。同時，該研究所提出的物理機制可推廣到其他經典體系中，為高階拓撲相研究提供了新的平臺。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41567-019-0472-1

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