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《Physical Review Letters》刊登刘正猷教授团队研究成果:非厄米声子晶体中的谷态及输运

来源:武汉大学物理科学与技术学院 发布时间:2018-06-20 19:07:55 点击次数:

        近期,我院刘正猷教授研究组与西班牙马德里卡洛斯三世大学(UC3M)Johan Christensen博士合作,研究了包含增益和吸收的非厄米声子晶体中的谷态和谷边缘态,发现谷态和谷边缘态均表现出新奇的性质——他们或为放大态或为衰减态,具有确定的放大或衰减行为。该工作以“Valley Physics in Non-Hermitian Artificial Acoustic Boron Nitride”为题发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。论文第一署名单位是武汉大学物理科学与技术学院,第一作者和第二作者分别是我院2016级博士生王暮迪和叶莉萍,刘正猷教授和Johan Christensen博士同为通讯作者。
        谷自由度在凝聚态物理中受到广泛的关注。许多有趣的现象,如谷偏振,谷滤波,谷霍尔效应,谷拓扑输运等都吸引了众多的研究,有望在信息处理等领域得到应用。另一方面,与外界有能量交换的非厄米体系由于大大扩展了封闭系统的性质近年来也引起普遍的研究兴趣。本工作首次把谷物理和非厄米两大热点结合起来开展研究,产生了全新的认识。
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        声波谷态(参见该课题组论文:J. Lu et al, Phys. Rev. Lett. 116, 093901 (2016))具有涡旋声场分布。在体系包含了增益和吸收非厄米特性(由控制因子γ描述)后,一个谷态成为衰减态(如γ=0.01时的K1态和γ=-0.01时K2态),另一个谷态成为放大态(如γ=0.01时的K2态和γ=-0.01时K1态),如上图所示。
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        声波谷边缘态(参见该课题组论文:J.Lu et al,Nat. Phys. 13, 369 (2017))具有拓扑保护的单向传输特性。在体系包含了非厄米特性后,谷边缘态(如上图在Z字形界面上)亦变为放大态(如γ=0.1时)或衰减态(如γ=-0.1时)。
        除了基础性的认识之外,在应用上,该工作对于探索强度可控的谷态运输和谷传输中继(Relay)提供了新的思路。
        该工作得到了国家重点基础研究发展计划(973)和国家自然科学基金等项目的支持。
        附论文链接:
journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.246601
 
 
 
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