拓扑电气空间-时间电路
介观与纳米尺度物理
2025-01-27 v1
摘要
拓扑电气电路已成为实现稳态拓扑态的关键平台，这些态在其他系统中难以实现，促进了鲁棒电路器件的设计。除了空间维度外，合力工程时空两维度和空间维度的电路网络在各种技术中具有巨大的潜力，如无线通信、非惠勃电子和具有独特时空拓扑的动态信号控制。然而，由于需要灵活调制节点在空间和时间域中的连接，时空调制电路网络的实现仍然缺乏。本文提出了一类新的拓扑电气电路，称为拓扑电气空间-时间电路，以弥合这一差距。通过设计和应用一种由外部电压控制的新型时变电路元件，我们可以构建在任意维度上 exhibit 离散时空平移对称性的电路网络，其中电路动力学方程与时间依赖 Schrodinger 方程的形式相同。通过实现拓扑电气空间-时间电路，我们在实验中演示了三种不同的时空拓扑晶体，包括（1+1）维具有中间能隙边缘模态的时空晶体、（2+1）维具有手性边缘态的时空晶体，以及（3+1）维的 Weyl 时空半金属。我们的工作为探索复杂时空拓扑现象奠定了坚实的基础，潜在应用于动态控制具有独特时空拓扑的电子信号的领域。
引用
@article{arxiv.2501.14140,
title = {Topolectrical space-time circuits},
author = {Weixuan Zhang and Wenhui Cao and Long Qian and Hao Yuan and Xiangdong Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.14140},
year = {2025}
}