石墨烯中的拓扑外尔类声子与节线声子

通过第一性原理计算与建模分析，我们预言传统的二维石墨烯在其声子谱中承载拓扑声子外尔类点（PWs）与声子节线（PNL）。石墨烯的声子色散承载三个 I 型 PWs（PW1 与 PW2 位于布里渊区角点 \emph{K} 与 \emph{K}'，PW3 位于 $\Gamma$-\emph{K} 线上）、一个位于 $\Gamma$-\emph{M} 线上的 II 型 PW4，以及一个在 $q_{x,y}$ 平面内环绕中心 $\Gamma$ 点的 PNL。计算进一步揭示，除这四对外尔类声子的位置外，整个布里渊区内贝里曲率均近乎为零，而在这些位置处出现了非零奇异贝里曲率，其贝里相位为 $\pi$ 或 -$\pi$，证实了其拓扑非平庸性质。拓扑保护的非平庸声子边缘态亦沿锯齿形边缘与扶手椅形边缘均得到证实。这些结果将为石墨烯拓扑声子性质的进一步研究铺平道路，例如具有背散射抑制的声子相消干涉与内禀声子量子霍尔类效应。