一种用于声子的软夹持拓扑波导
介观与纳米尺度物理
2025-06-06 v1
摘要
拓扑绝缘体最初是为凝聚态系统中的电子波发现的。最近这一概念被推广到光子和声子等玻色子系统，它们在模拟自旋霍尔物理的人工晶格中传播。这项工作部分受到片上电路中沿边缘通道实现拓扑保护传输的前景驱动。重要的是，即使在原理上，拓扑保护传播免受背散射，但不能免受损耗，这对声子波导（无论是否拓扑）而言仍限于 dB/cm 量级。这里，我们将先进的耗散工程方法，特别是最近提出的软夹持方法，与声子的谷霍尔拓扑绝缘体概念相结合。这实现了室温下传播损耗为 3 dB/km 的片上声子波导，比任何先前的芯片尺度器件低数个数量级。首次，低损耗也使我们能够使用高分辨率超声光谱准确量化拓扑声子波导中的背散射保护。我们推断声子以 99.99% 的概率跟随一个尖锐的 120 度弯而不是被背散射，且每百万个声子中损失不到一个。这种新型平台的卓越特性组合暗示了在经典和量子信号路由、处理和存储中的应用。
引用
@article{arxiv.2408.08717,
title = {A soft-clamped topological waveguide for phonons},
author = {Xiang Xi and Ilia Chernobrovkin and Jan Košata and Mads B. Kristensen and Eric C. Langman and Anders S. Sørensen and Oded Zilberberg and Albert Schliesser},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.08717},
year = {2025}
}
备注
Main manuscript (16 pages, 4 figures) and supplementary information (19 pages, 10 figures)