拓扑绝缘体中的非对称 Cherenkov 声波逆转

在传统材料的光学或声学中已知的 Cherenkov 辐射普遍现象，是指由加速超过材料中光速或声速的粒子发射出的光子或声子形成的前向锥。在此，我们提出三维拓扑绝缘体作为一个独特的平台，以从根本上探索并实际利用 Cherenkov 效应的声学方面。我们证明，对三维拓扑绝缘体表面施加面内磁场，可将前向 Cherenkov 声波抑制至零，直至达到临界磁场。超过临界磁场后，Cherenkov 声波呈现纯后向特性，其极角分布不同于临界磁场以下产生的前向分布。这种非对称 Cherenkov 逆转的潜在应用包括设计低能耗电子器件（如声学棘轮），或总体上用于电子电路的低功耗设计，其中通过磁场控制 Cherenkov 耗散的方向和大小。