三维弹性声子拓扑绝缘体的实验实现
应用物理
2020-04-14 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
三维（3D）弹性声子拓扑绝缘体具有二维（2D）表面态，可在所有空间维度上支持无背向散射的高效鲁棒弹性波传播，但由于多种极化弹性模态及其在 3D 中的复杂杂化特性，其实现一直是一项挑战。本文通过模拟量子谷霍尔效应，设计并实验观测到一种 3D 弹性声子拓扑绝缘体。相邻原子的空间反演导致从谷拓扑相转变为具有完整 3D 拓扑声子带隙的绝缘态。受谷拓扑保护的 2D 表面态在数值上被揭示，并通过实验证实其对直通道和急弯具有极好的鲁棒性。进一步通过适当的层间耦合对弹性谷层进行工程化设计，我们还展示了在 3D 弹性系统中可创建层赝自旋，从而产生 2D 拓扑层依赖表面态与层选择性传输。我们的工作将是 2D 拓扑平面内弹性波调控以及具有层选择性功能的 3D 弹性拓扑绝缘体器件应用的关键一步。
引用
@article{arxiv.2004.05743,
title = {Experimental realization of three-dimensional elastic phononic topological insulator},
author = {Shao-yong Huo and Jiu-jiu Chen Hong-bo Huang and Yong-jian Wei and Zhu-hua Tan Lu-yang Feng and Xiao-ping Xie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.05743},
year = {2020}
}