二聚化一维局域共振超材料中的Zak相与能带反转

Zak 相指粒子穿越布里渊区所积累的 Berry 相，刻画了一维周期系统中 Bloch 能带的拓扑性质。本文研究二聚化一维局域共振超材料中的 Zak 相。发现体带中存在一些奇异点，跨越这些点时 Bloch 态对 Zak 相贡献 ${\pi}$，而在能带其余部分贡献近乎为零。这些与零反射相关的奇异点由两种不同机制引起：与二聚化无关的各支反共振，以及多重背散射中与二聚化相关的相消干涉。该结构在能带结构中经历一个拓扑转变点，此处能带反转，且由体带中奇异点数目决定的 Zak 相随二聚化参数的偏移而改变。最后，实验演示了在第一带隙中具有不同拓扑性质的两种二聚化超材料结构之间的界面态。该系统的准一维构型使得人们能够在亚波长尺度探索受拓扑启发的新方法和应用。