声学拓扑绝缘体与鲁棒单向声传输

凝聚态物质中新奇拓扑序的发现由于在基础和应用物理中相关的量子电导行为以及独特的对称保护、免受背散射缺陷影响的传播而具有重要意义，这启发了经典波系统中的类似奇妙效应，导致了波传播操控的革新。然而，迄今为止，仅提出了少数理论模型来实现声学拓扑态。在此，我们通过理论和实验演示了一种具有量子自旋霍尔效应声学类比的二维声学拓扑绝缘体。由于双狄拉克锥附近的能带反转机制，在两种类石墨烯声学晶体之间的界面处可观察到对应于自旋加和自旋减的声学单向伪自旋依赖传播边缘态。我们还通过实验验证了这种单向边缘态针对不同晶格缺陷和无序的拓扑免疫性，这些缺陷和无序通常会导致固有的传播损耗和噪声。我们表明，这一独特的声学拓扑现象可为设计新型声学器件（如单向声隔离器、声学模式切换器、分束器、滤波器等）提供一个有前景的新应用平台。