拓扑光子合金

我们提出了光子合金作为非周期性拓扑材料的新概念。通过将非磁化和磁化棒混合在非周期性二维光子晶体结构中，我们在微波波段实现了光子合金。我们的实验发现表明，即使在磁化棒浓度非常低的情况下，光子合金也能维持非互易手性边缘态（CESs）。这些非周期系统的非平凡拓扑和相关的边缘态可以通过反射相位的缠绕来表征。我们的结果表明，在热力学极限下，对于替代合金，所研究系统在第一个非平凡带隙内表现出拓扑行为的阈值浓度趋近于零，而对于间隙合金，阈值保持非零。在低浓度下，系统表现出非均匀结构，其特征是在拓扑平凡的光子晶体中散布着孤立的非渗透磁性区域。令人惊讶的是，尽管时间反演对称性是在局部而非全局被破坏，系统仍表现出CESs。光子合金代表了一类新的无序拓扑材料，为探索具有可调带隙的拓扑材料提供了令人兴奋的机会。