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材料相变诱导的光子拓扑相变

光学 2025-09-03 v1

摘要

光子拓扑绝缘体(PTI)被提出作为电子系统中拓扑绝缘体的类比。特别是,二维PTI因其在集成电路应用中的潜力而受到关注。然而,由于光子拓扑需要内置特定结构,制造后控制拓扑相变得困难。本研究实验演示了由精心设计的相变材料Ge2Sb2Te5(GST)纳米图案相变诱导的二维PTI中的能带反转,这标志着首次观察到伴随陈数变化的光子拓扑相变。该方法允许我们直接改变拓扑不变量,这是通过具有与原始PTI不同对称性的GST纳米图案引入对称性破缺微扰实现的。我们方案的成功归功于GST纳米图案的超精细光刻对准技术。这些结果展示了以可重构方式控制光子拓扑性质的能力,为可重构光子处理电路提供了新可能性的见解。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.08783,
  title  = {Photonic topological phase transition induced by material phase transition},
  author = {Takahiro Uemura and Yuto Moritake and Taiki Yoda and Hisashi Chiba and Yusuke Tanaka and Masaaki Ono and Eiichi Kuramochi and Masaya Notomi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.08783},
  year   = {2025}
}