手性纳米螺旋中的声子自旋选择性单向轴向声子传输

在纳米尺度上选择性地激发和操控声子对于现代纳米能量控制和信息感知变得越来越重要，但仍具有挑战性。在这里，我们展示声子自旋角动量为通过耦合到含自旋的多物理场（如圆偏振红外吸收）来实现纳米材料中轴向声子的多功能操控提供了额外的自由度。特别地，我们通过将圆偏振光场中的光子自旋转换为集体干涉声子自旋，展示了手性纳米材料中的纳米尺度单向轴向声子激发和路由。以最小的手性碳纳米管为例，我们展示整流率可接近100%，实现了理想的单向声子路由器，这由分子动力学模拟所验证。我们的结果为通过声子自旋自由度进行灵活声子操控开辟了新视野，为未来的自旋声子学铺平了道路。