研究生

拓朴声子晶体的奇妙世界

来源:  发布时间:2018-12-04 08:55:46 点击次数:

1030日下午15:00,研究生会很荣幸邀请到学院教授刘正猷老师作客寻理论坛,给大家带来“拓扑声子晶体”的讲座。讲座开始前整个大报告厅就已座无虚席,由此可见物院学子对刘教授的讲座非常感兴趣。本次讲座由研究会学术部王操创主持。

刘正猷教授领导的研究团队长期研究人工结构中的声波传播特性,取得了一系列创新性研究成果。近三年来,分别提出声波能谷自由度的概念、发现声谷态拓扑边界输运,首次观察了到声子晶体中的外尔点并研究相关的声表面波拓扑输运性质等。基于这些研究成果,在Nature(《自然》,1篇),Nature Physics(《自然-物理》,2篇),以及Phys.Rev.Lett.(《物理评论快报》,4篇)等顶级期刊上发表了多篇高水平研究论文。

刘老师将自己的报告内容分为两部分:拓扑折射和外尔声子晶体。首先关于拓扑性质老师说道必须先关注波函数以及能带定理,然后详细的阐述了谷电子和场控制粒子的科学技术。“拓扑负折射”指的是光波在不同介质的界面上会发生反射和折射。事实上,对任何形态的波场,例如声波,这些基本的界面效应都会存在,并为设计各种波动元器件奠定了理论基础。早期的研究集中于均匀介质之间的界面,相对于入射波而言,折射波束出现在界面法线的两侧——现在称为正折射。随着人工结构材料的发展,人们发现了另一种折射效应,即负折射。

然后是外尔声子晶体:基于一种新型的声学人工结构材料,刘老师指导的文章研究报道了一类全新的界面波动响应——即拓扑正折射和拓扑负折射。区别于以往的折射现象,这里反射波完全被抑制。研究表明,这种有趣的界面现象直接和外尔声子晶体的能带拓扑特性有关。这项研究不仅更新了对界面声学的理解,也将促进对固体“外尔半金属”的物性研究。由于拓扑声子晶体具有宏观尺寸,易于设计和制备,拓扑效应明显,是非常有前景的拓扑材料。基于拓扑边缘及表面态优异的抗散射特性,可预期其在声集成通信等方面具有潜在应用,实现低能耗、高信噪比等。

最后刘老师对报告做出了总结:做科研要懂得有“放”有“收”。“放”就是课题研究背景及相关知识的了解和学习,但重要的是得“收”,即时刻要记着返回到课题本身,动手研究,“放”的目的是为了“收”。要学会思索,总结前人带来的经验,开拓出适合自己的方法

刘老师以朴实的语言和轻松的风格,结合自己的科研成果,给大家普及了拓扑声子晶体大量知识开拓了我们的学研视野。讲座最后,同学们积极地与刘教授展开互动,问及了一些专业性的问题,刘教授耐心地回答了大家提出的问题。

讲座在热烈的掌声中结束。


                                                                             20181031



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