具有单表面狄拉克锥的光子反铁磁拓扑绝缘体

反铁磁性以磁矩交替排列且系综平均为零为特征，因其在自旋电子学和轴子动力学中的潜在应用而重新引起关注。反铁磁性与拓扑之间的协同作用可能导致出现一种特定于某些磁序的奇异拓扑相，称为反铁磁拓扑绝缘体（AF TI）。AF TI的一个标志性特征是在某些保持对称性的晶体端面上存在单个表面狄拉克锥——这一特征通常与强三维（3D）拓扑绝缘体相关。然而，直接观测这一现象面临重大挑战。在此，我们从理论和实验上发现了一种三维光子AF TI，其具有由时间反演和半晶格平移的联合对称性保护的单表面狄拉克锥。从概念上讲，我们的装置可以看作是由二维陈绝缘体沿z方向堆叠而成，相邻层磁化方向相反，形成三维A型反铁磁构型。通过测量体态和表面态，我们直接观测到了对称性保护的无间隙单狄拉克锥表面态，该表面态对随机磁无序表现出显著的鲁棒性。我们的工作实现了光子AF TI和强拓扑绝缘体的光子模拟的首次实现，为探索结合额外磁自由度的新型拓扑光子器件和现象开辟了新篇章。