由随机点集构建的非晶拓扑绝缘体

电子绝缘体的能带结构可能具有非平庸拓扑这一发现，揭示了具有新颖性质的电子物质的不同相。最近，人们发现机械晶格在其声子激发中具有类似丰富的结构，从而产生了受保护的单向边缘模式，其存在已在相互作用陀螺仪和耦合摆的晶格中得到证明。然而，在所有这些情况以及其他拓扑超材料中，底层结构都经过了精细调节，无论是通过周期性、准周期性还是等静定性。在这里，我们表明由相互作用陀螺仪组成的非晶机械 Chern 绝缘体可以很容易地从任意底层结构中构建，包括超均匀、堵塞、准晶体和均匀随机点集。虽然我们的发现同样适用于机械和电子系统，但我们以相互作用陀螺仪网络作为模型系统。局部修饰控制振动光谱的拓扑，赋予非晶结构具有受保护的边缘模式——具有可选的手性。利用 Chern 数的实空间推广，我们在数值、分析和实验上研究了我们结构的拓扑。我们方法的稳健性使得在微观和宏观尺度上对非晶态拓扑超材料进行拓扑设计和自组装成为可能。