应变拓扑超材料
介观与纳米尺度物理
2023-10-23 v1 材料科学
摘要
拓扑物理已经革新了材料科学，引入了拓扑绝缘体与拓扑超导体，其应用从智能材料到量子计算。体-边界对应（BBC）是其中的核心概念，即材料体态的非平凡拓扑预示其边界处的局域化拓扑态。然而，在看似违背 BBC 的系统中也存在边缘态，其拓扑起源未知。对于有限频率机械超材料，BBC 迄今以位移来描述，需固定边界以识别拓扑保护的边缘模。在此，我们引入一类新的有限频率机械超材料，其拓扑性质在自由边界的应变坐标中显现。我们给出两个例子：其一是典型的质量二聚体，其应变坐标下的 BBC 揭示了其边缘模先前未知的拓扑起源；其二是我们引入的支持 Majorana 的 Kitaev 链的机械类比。我们从理论与实验上表明，该 Kitaev 链对自由与固定边界均支持边缘态，其中 BBC 分别建立在应变与位移中。我们的发现表明可能存在一类先前未被发现的拓扑边缘模，包括在其他环境（如电路与光学）中，以及对于具有应变以外坐标的更复杂、定制化的边界。
引用
@article{arxiv.2212.10942,
title = {Strain topological metamaterials},
author = {Florian Allein and Adamantios Anastasiadis and Rajesh Chaunsali and Ian Frankel and Nicholas Boechler and Fotios K. Diakonos and Georgios Theocharis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.10942},
year = {2023}
}
备注
Florian Allein, Adamantios Anastasiadis, Rajesh Chaunsali contributed equally. 7 pages, 5 figures, comments welcome