亮点成果

《Physical Review Letters》刊登刘正猷教授研究组最新成果

来源:武汉大学物理科学与技术学院 发布时间:2016-05-04 14:09:46 点击次数:

   近期,我院刘正猷教授研究组依托武汉大学人工微结构教育部重点实验室 ,在声子晶体中首次引入谷自由度的概念,预测了声学谷态所具有的涡旋声场分布并提出了一种产生特定手性声涡旋场的方法,具有重要的科学意义。该工作以“Valley Vortex States in Sonic Crystals”为题在世界著名的物理学顶级学术期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上(PRL 116, 093901(2016)DOI:http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.093901)发表,并被选为PRL当期的Editor’s Suggestion。论文第一署名单位是武汉大学,第一作者是物理科学与技术学院2013级博士生陆久阳,刘正猷教授和邱春印副教授为共同通讯作者。

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   声子晶体是人工结构中的一种,其源自对固体物理中电子晶体的类比。在电子晶体中,描述电子的物质波受空间中周期存在的势场影响,形成能带结构。基于固体能带理论,人们在上世纪成功地区分了导体和绝缘体。而声子晶体即为调控声波的人工周期结构,其中声波的运动形式类似于固体中的电子,也存在导带和禁带之类的色散关系。此项工作在声子晶体中引入了新的可供调控的自由度,将谷态的概念拓展到了声子晶体的研究当中。谷表示的是电子带结构中的一些低洼处,位于谷中的电子不易被散射出去。在新近的谷电子学中,谷电子作为新的信息载体逐渐得到重视。在此研究中,声子晶体为水基体中六角排列的三角形钢柱阵列。利用此声子晶体,该研究组成功构造了声学谷态,预测了声学谷态所具有的涡旋声场分布并提出了产生特定手性声涡旋场的方法。在此基础上,他们进一步实现了谷束分离和基于谷态的粒子操控。

   文章发表之后,引起了比较多的关注,自然物理(Nature Physics 12,287 (2016) doi:10.1038/nphys3728)也给予了这项工作积极的评价。这更说明了这项工作的重要性,同时也激励了大家进一步探索声学谷态相关物理研究工作的热情。

   (该项研究工作得到国家重点基础研究发展计划和国家自然科学基金委的支持。)

 

附:论文全文链接地址: http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.093901

    自然物理正面评论:(http://www.nature.com/nphys/journal/v12/n4/full/nphys3728.html

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