三阶轨道角态及其在声学晶体中的实现

三维（3D）三阶拓扑绝缘体（TI）具有零维（0D）角态，比体态低三个维度。本文研究了呼吸烧绿石晶格上具有 p 轨道自由度的三阶 TI。推导了 p 轨道模型的紧束缚哈密顿量，我们发现两个正交的 π 型（横向）跳跃是打开带隙并获得高阶拓扑角态的关键。我们引入 Z4 贝里相位来表征体拓扑并分析相图。在正四面体的有限结构中演示的角态展示了丰富的 3D 轨道构型。此外，我们设计了一个声学系统来引入必要的 π 型跳跃，并成功观测到了轨道角态。我们的工作将拓扑轨道角态扩展到三阶，丰富了轨道物理的内容，并可能应用于新型拓扑声学器件。