二维声子晶体中非点群对称性保护的层级拓扑现象

来源 :苏州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:169
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
拓扑物理学的迅猛发展起始于量子自旋霍尔效应的发现。量子自旋霍尔态具有受时间反演对称性保护的无能隙边界态,且边界态具有自旋-动量锁定的特性。对于没有自旋自由度的声学或光学系统,我们可以通过额外的自由度来构造特定的赝自旋和满足T2=-1的赝时间反演对称性,同样能够获得赝自旋-动量锁定的边界态。近年来,寻找高阶拓扑材料成为凝聚态物理的研究热点,高阶拓扑绝缘体具有新的体-边对应关系,即边界态的维度要低于同维度的传统拓扑绝缘体的边界态。四极子拓扑绝缘体属于二维二阶拓扑绝缘体,存在拓扑保护的零维角态。然而四极子拓扑绝缘体依赖于π的磁通和反对易的镜面对称性,这在固体材料中很难实现,因此,目前四极子的实验工作都是基于人工周期的系统。在本文中,我们以人工周期的二维正方声子晶体为研究体系,在同一个体系的第一和第二带隙下,分别实现了偶极子带隙的量子自旋霍尔态和反常四极子拓扑态。对于第一带隙,我们利用非点群的镜面滑移对称性构造赝时间反演,并通过调节结构基元的旋转角度,使得M点的奇偶宇称态发生能带反转,从而发生拓扑相变,实现了声的量子自旋霍尔态。对于第二带隙,我们同样利用了镜面滑移对称性,来代替正则四极子绝缘体所需要的反对易镜面对称,实现了反常的拓扑四极子角态。通过调节几何参数,反常四极子态也可以发生拓扑相变,并由瓦尼尔能带的闭合来表征。两个带隙的拓扑态均由实验观测到,且鲁棒性得到验证。我们在同一个声学体系中实现了新奇的一阶和二阶拓扑态层级的并存现象,这在具有费米能级的固体材料中是缺失的。声学拓扑态有望在声谐振器、声的定向辐射、声隔离、以及集成声学器件等各方面得到广泛应用。
其他文献
阻变存储器(Re RAM)具有单元结构简单、功耗低、尺寸可缩小性好、集成度高和访存速度快等突出优点,在实现高能效计算系统方面具有重要前景。然而,由于神经网络算法映射方法稀缺、电路级仿真速度慢、器件工艺不成熟影响数据准确性等问题,基于Re RAM的神经网络计算系统无法高能效实现大规模神经网络算法。针对上述问题,本文使用自上而下的研究思路,开展存算一体神经网络体系架构研究。在从算法级到结构级的设计中,
老井复查工作对油田的滚动增储和挖潜增效有着至关重要的作用。经过多年的研究探索,老井复查技术不断进步,成效日益显著,评价方法也越来越多样化。这就需要测井工作者综合各
传统的板材焊缝缺陷一般采用脉冲超声波进行检测,在相同的激励电压下,该方法存在平均发射声功率低、回波信噪比低、以及检测范围小等不足,不利于板材焊缝缺陷的有效检出。为
随着鄂尔多斯盆地延长组下组合油气勘探的不断深入,在周家湾-高桥地区长10油层组发现了高产量的油气区,使该区成为长庆油田勘探的重点。但是该区长10油层组成藏认识程度较低,
气候变化背景下,植物的地理分布格局以及动态一直是生态学关注的热点问题之一。尽管当前研究普遍认为低温胁迫是限制植物纬度及海拔分布界限的最重要生态因子,但其受限的生理生态机理并不清楚,因而无法准确解释气候变暖下植物分布的扩张或缩小现象。揭示植物对低温适应的生理生态机理和进化特征,是理解植被分布格局对气候变化响应以及预测种群迁移的首要问题。本研究以在我国不同纬度和海拔的广布种入侵植物一年蓬(Eriger
临兴区块多年的勘探发现:该区块同时具有煤层气、页岩气和致密砂岩气的资源潜力,但在地质特征上该区块总体呈现多种岩性叠置,多种天然气交互赋存的薄互层发育特点,这就决定了
本文主要针对芬斯勒流形上共形向量场的若干问题进行了研究,其内容涉及广义(α,β)-度量的共形向量场、Kropina度量和Randers度量的共形向量场,以及芬斯勒度量的某些曲率性质
模分复用技术是利用少模光纤中的模式正交性,在不同模式间同时传输多路信号的技术。目前,由于单模光纤的非线性效应,其容量也趋近“香农极限”。因此,需要考虑新的复用技术,
氢能作为一种无毒、热值高、燃烧产物零污染、来源充足的可持续再生性能源,是替代传统的化石能源,解决日益严峻的温室效应、能源危机和环境污染的重要候选能源之一。电解水制
伴随世界经济金融全球化和一体化的不断发展,各金融行业和各金融行业间的相依结构变得更加多元化和复杂化、联动性变得更加普遍化和紧密化。虽然全球金融市场在飞速发展,但是