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《Physical Review Letters》刊登劉正猷教授團隊研究成果:非厄米聲子晶體中的谷態及輸運

來源:MG娱乐官网  發布時間:2018-06-20 19:07:55 點擊次數:

近期,我院劉正猷教授研究組與西班牙馬德里卡洛斯三世大學(UC3M)Johan Christensen博士合作,研究了包含增益和吸收的非厄米聲子晶體中的谷態和谷邊緣態,發現谷態和谷邊緣態均表現出新奇的性質——他們或為放大態或為衰減態,具有確定的放大或衰減行為。該工作以“Valley Physics in Non-Hermitian Artificial Acoustic Boron Nitride”為題發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上。論文第一署名單位是MG娱乐官网,第一作者和第二作者分別是我院2016級博士生王暮迪和葉莉萍,劉正猷教授和Johan Christensen博士同為通訊作者。

谷自由度在凝聚態物理中受到廣泛的關注。許多有趣的現象,如谷偏振,谷濾波,谷霍爾效應,谷拓撲輸運等都吸引了眾多的研究,有望在信息處理等領域得到應用。另一方面,與外界有能量交換的非厄米體系由于大大擴展了封閉系統的性質近年來也引起普遍的研究興趣。本工作首次把谷物理和非厄米兩大熱點結合起來開展研究,產生了全新的認識。

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聲波谷態(參見該課題組論文:J. Lu et al, Phys. Rev. Lett. 116, 093901 (2016))具有渦旋聲場分布。在體系包含了增益和吸收非厄米特性(由控制因子γ描述)后,一個谷態成為衰減態(如γ=0.01時的K1態和γ=-0.01時K2態),另一個谷態成為放大態(如γ=0.01時的K2態和γ=-0.01時K1態),如上圖所示。

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聲波谷邊緣態(參見該課題組論文:J.Lu et al,Nat. Phys. 13, 369 (2017))具有拓撲保護的單向傳輸特性。在體系包含了非厄米特性后,谷邊緣態(如上圖在Z字形界面上)亦變為放大態(如γ=0.1時)或衰減態(如γ=-0.1時)。

除了基礎性的認識之外,在應用上,該工作對于探索強度可控的谷態運輸和谷傳輸中繼(Relay)提供了新的思路。

該工作得到了國家重點基礎研究發展計劃(973)和國家自然科學基金等項目的支持。

附論文鏈接:

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