一种单片拓扑保护声子电路

对弹性波在模式和相干性上的精确控制在加强当今弹性能量收集/存储、无损检测、波-物质相互作用、高灵敏度传感和信息处理等方面非常有用。所有这些实现都期望具有更低传输损耗和更高传输路径自由度的弹性传输。受量子物质拓扑态启发，特别是量子自旋霍尔效应（QSHEs）提供了独特的无序免疫表面态的被动解决方案，这些表面态由块体的潜在非平凡拓扑不变量保护，从而解决了实验可实现拓扑有序态中的严重性能权衡。在此，我们通过仅带穿孔孔的简洁声子晶体板，实验演示了首个 QSHE 的弹性类比。实现了强弹性自旋轨道耦合，并伴随首个兼具鲁棒性和可忽略传播损耗的拓扑保护声子电路，克服了由散射引起的许多电路和系统级性能限制。这种在单片衬底上的优雅方法开启了在静态和时变体系中实现声子拓扑材料的可能性，可立即应用于具有拓扑保护和大规模集成的多种芯片级器件，例如片上弹性波导、弹性分束器、高品质因数弹性谐振器，甚至（伪）自旋滤波器。