高灵敏度非厄米拓扑电路传感器
介观与纳米尺度物理
2023-04-28 v1
摘要
电子传感器在工业与环境监测、生物医学样品成分分析、无线网络等诸多应用中发挥着重要作用。然而，现有方案的灵敏度与鲁棒性常受限于谐振腔的低品质因数与制备无序。因此，探索具有高灵敏度与强鲁棒性的电子传感器新机制具有重要意义。在此，我们基于非厄米拓扑物理的奇异性质，提出一种设计高性能电子传感器的全新途径。借助非厄米拓扑零模的极端边界敏感性，边界扰动引起的频率偏移可随非厄米拓扑电路传感器尺寸呈指数增长趋势。此外，这种指数增长的灵敏度对电路元件的无序亦具有鲁棒性。利用所设计的非厄米拓扑电路传感器，我们进一步通过设计的电容装置实验验证了距离、旋转角度与液位的超灵敏识别。我们所提出的非厄米拓扑电路传感器可在超灵敏环境监测中拥有广泛应用，并展现出下一代传感技术的令人振奋的前景。
引用
@article{arxiv.2304.13870,
title = {Non-Hermitian topolectrical circuit sensor with high sensitivity},
author = {Hao Yuan and Weixuan Zhang and Zilong Zhou and Wenlong Wang and Naiqiao Pan and Yue Feng and Houjun Sun and Xiangdong Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.13870},
year = {2023}
}