光学N等离激元：石墨烯中由排斥霍尔黏度为源的拓扑流体动力学激发

陈绝缘体与量子自旋霍尔相中的边缘态是二维(2D)材料中拓扑电子能带结构的特征。近来，一种以光学N不变量为特征的石墨烯新型拓扑电磁相被提出。光学N不变量源于流体动力学多体电子系统中的排斥霍尔黏度，与陈不变量和Z2不变量有本质不同。本文中，我们引入了拓扑保护的边缘激发——拓扑光学N相中相互作用多体电子系统的光学N等离激元。这些光学N等离激元是二维材料中拓扑等离激元能带结构的特征。我们证明，光学N等离激元展现出与拓扑平庸边缘磁等离激元本质上不同的色散关系、稳定性与边缘分布。基于光学N等离激元，我们设计了一种超亚波长宽带拓扑流体动力学环行器，这是一种对信息路由及量子-经典计算系统接口至关重要的手性量子射频电路元件。此外，我们揭示光学N等离激元可被邻近介电环境有效调控而不破坏拓扑性质。我们的工作提供了排斥霍尔黏度的确凿特征，并开启了二维材料拓扑电磁相的实际应用。