量子化声学八极拓扑绝缘体的演示
介观与纳米尺度物理
2020-06-24 v1 材料科学
应用物理
摘要
近期从现代电极化理论推广而来的量子化多极拓扑绝缘体（QMTIs）描述了位于嵌套 Wilson loop 中的高阶多极矩，其由晶格对称性本质地量子化。过去被忽视的 QMTIs 揭示了新型带隙边界，其自身代表低维拓扑相并承载拓扑保护的零维（0D）角态。受这些开创性理论预测的启发，人们已投入巨大努力在各类二维（2D）超材料中实验观测拓扑量子化四极相。然而，由于晶体中反对易反射对称性的严格要求，在真实三维（3D）结构中实现如八极矩等的高阶量子化多极矩一直具有挑战性。在此，我们克服这些挑战，利用负耦合谐振子实验实现了量子化八极拓扑绝缘体（QOTIs）的声学类比。我们通过第一性原理研究确认我们的设计具有量子化八极拓扑相，并通过实验展示了我们超材料中态的拓扑层级的谱学证据，观测到三阶角态、二阶棱态和一阶表面态。此外，我们揭示了在改变的声学 TIs 设计中从高阶到低阶多极矩的拓扑相变。我们的工作为在3D经典平台上探索高阶拓扑态（HOTSs）提供了新途径。
引用
@article{arxiv.1911.06469,
title = {Demonstration of a quantized acoustic octupole topological insulator},
author = {Xiang Ni and Mengyao Li and Matthew Weiner and Andrea Alù and Alexander B. Khanikaev},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.06469},
year = {2020}
}
备注
15 pages, 7 figures