超越狄拉克锥：二维光子晶体中的极化激元陈能带

由强光-物质相互作用形成的极化激元为研究拓扑相开辟了新途径，其中空间对称性和时间对称性可分别通过光分量和物质分量来控制。然而，目前关于拓扑极化激元的研究大多局限于在大波数处具有狄拉克锥的六角光子晶格。这限制了关键的拓扑性质和器件性能，包括亚毫电子伏特的能隙尺寸，这阻碍了极化激元陈绝缘体系统的进一步实验研究和未来应用。在本研究中，我们超越了传统的狄拉克锥框架，并在光子晶体中引入了两种替代能带结构作为实现极化激元陈能带的有前景的平台：具有对称性保护的连续谱束缚态的能带，以及在 $\Gamma$ 点具有对称性保护简并的能带。这些能带结构广泛存在于各种光子晶格中，并具有对实验研究至关重要的特征。我们展示了高陈数能带、更均匀的 Berry 曲率分布，以及能够实现大拓扑能隙的实验可行系统的实例。我们的发现表明极化激元陈能带在二维光子晶体中具有广泛的适用性，为提升拓扑光子器件的功能和性能提供了设计原则，并为更好地理解和利用拓扑物理学开启了令人兴奋的可能性。