借助非Bloch 超胞揭示非厄米特能带结构

实值能带结构是厄米特描述下分析周期系统的基础，已在过去数十年间得到实验广泛验证。相比之下，非厄米特系统表现出复数能带结构，其中能量和动量均具有虚部，支撑着非厄米特皮肤效应和异常 bulk-boundary 对应等违背常规布洛赫理论的现象。实验性地映射这些复带——即将复动量关联到复能量——并识别其相关本征态，对理解这些系统具有至关重要的意义，但仍是重大挑战。本文引入一种非Bloch 超胞框架，以解决这一挑战，通过解耦布洛赫相位控制与动量虚部的控制，使我们能够独立操控动量的虚部。该方法结合指数压平方案和扭转边界条件，实现对虚动量的系统大小无关控制，同时保持高分辨率的布洛赫相位抽样。该方法在可编程的一维和二维声学晶体中实现，获取动量分辨的复能带表面和双正交本征模态。使用该框架获取的数据准确预测开放边界谱和本征态，我们通过独立的开放几何实验验证了这一发现。我们的工作为在多样化的工程经典和量子平台上探索非厄米能带几何和拓扑提供了广泛适用的实验工具包。