Polaritonic Chern insulators in monolayer semiconductors
具有强光-物质相互作用的系统为研究物质的拓扑相开辟了新的途径。例子包括激子-极化激元、混合轻物质准粒子，其中极化激元能带结构的拓扑结构产生于物质波与强烈限制在周期性电介质结构中的光场之间的集体耦合。与均匀环境中的光-物质相互作用不同，光场的空间变化性质导致了众所周知的光学选择规则的根本修改，这些规则是在平面波近似下导出的。在这里，我们确定极化激子陈绝缘体的过渡金属二硫属化物（TMD）的谷激子耦合到介质光子晶体（PhC）板的光子布洛赫模式。我们发现，极化激子狄拉克点（DP），这是拓扑相变点的标记，可以构建从谷激子和光子狄拉克锥的时间反转和反转对称性的存在下，集体之间的耦合。通过打破时间反演对称性来提升激子谷简并度，导致具有非零陈数的带隙极化激元带。通过数值模拟，我们预测了极化激子手性边缘状态内的拓扑间隙。我们的工作为进一步探索极化激元拓扑相位及其在极化激元器件中的实际应用铺平了道路。
2022-06-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmon-polaritonic quadrupole topological insulators
四极拓扑绝缘体是一种具有Wannier带拓扑结构的高阶拓扑相，但在等离子体超材料中尚未实现。在这里，我们提出了一个晶格的等离子体激元极化激元纳米腔，可以实现四极拓扑绝缘体通过利用菊花状纳米腔之间的耦合的几何依赖的符号反转。所设计的系统表现出各种拓扑和平凡的相位，其特征在于嵌套的Wannier带和拓扑四极矩，可以通过纳米腔之间的距离来控制。我们的研究为具有四极拓扑结构的等离子体拓扑超材料开辟了一条道路。
2019-11-25 cond-mat.mes-hall physics.class-ph physics.optics
Photonic Chern insulators from two-dimensional atomic lattices interacting with a single surface plasmon polariton
我们研究了二维原子晶格在表面等离子体激元模单次激发下的极化激元能带结构。通过原子到不同角动量的激发态的共振跃迁，我们证明了实现不同陈数拓扑能隙的可能性。我们采用的计算方法的基础上，最近提出的狄利克雷-诺依曼（DtN）映射技术，准确地模拟非马尔可夫动力学以及涉及高阶电和磁多极过渡的相互作用。我们设计了拓扑鲁棒的边缘态，用于实现单光子的单向发射和非互易传输。我们还指出了在这样的系统中实现具有较高陈数的频带的挑战。
2021-01-22 physics.optics quant-ph
Interface states in polariton topological insulators
我们解决的线性和非线性拓扑界面态的极化激元凝聚在蜂窝和Lieb阵列的微腔柱的界面处激发的存在下，在外部磁场中的自旋轨道耦合和塞曼分裂。这样的界面状态只出现在蜂窝和Lieb阵列的参数时，选择的复合结构的总能隙，使得一些拓扑间隙的光谱中的一个阵列的拓扑或非拓扑间隙重叠的光谱中的其他阵列。这是在对比传统的边缘状态在界面上的周期性拓扑和均匀平凡绝缘体，其行为是完全由拓扑介质的光谱。新出现的界面态的数目由重叠能隙的陈数之差决定。提供了具有一个或两个共存的单向接口状态的说明性示例。该系统的代表性特征是当几乎所有的功率都集中在Lieb或蜂窝阵列中时，在两种极限情况之间的界面态的功率浓度的宽调谐的可能性。局域化的界面状态和它们的渗透深度到阵列急剧变化与布洛赫动量或修改后的非线性制度的界面状态的振幅。我们说明拓扑保护的界面状态表现在没有背散射的界面缺陷，并研究其调制不稳定性的非线性制度。后者导致准孤子的形成，其穿透到不同的阵列也取决于布洛赫动量。此外，我们还讨论了损耗和相干泵浦对界面态双稳态的影响。
2019-05-23 nlin.PS physics.optics
Oscillating edge states in polariton topological insulators
本文研究极化激元拓扑绝缘体中缓慢周期变化磁场驱动的边缘态振荡与横向漂移现象，揭示其源于Zeeman劈裂调控下瞬时群速度符号的周期变化，并发现漂移方向和振荡幅度非单调依赖于初始中心Bloch动量。
2023-12-21 physics.optics
Inhibition of tunnelling and edge state control in polariton topological insulators
我们解决的抑制隧穿的极化激元凝聚体局限在一个潜在的景观中创建的蜂窝阵列的微腔柱中存在的自旋轨道耦合和塞曼分裂的外部磁场。微腔柱之间的耦合率可以强烈地影响，即使通过弱的异相的时间调制的相应的势阱的深度。当在实现极化激元拓扑绝缘体的截断蜂窝阵列中实现这种调制时，其允许控制状态的速度，所述极化激元拓扑绝缘体在存在自旋-轨道耦合和塞曼分裂的情况下支持单向边缘状态。这一现象的根源是适当频率的动力学调制，它显著地改变了系统的色散和边缘态的群速度。我们表明，这样的控制是可能的调制频率接近共振抑制隧道在两个阱配置。当调制频率接近共振值时，边缘态大大减慢，甚至完全停止，而在这种频率之上，边缘态分裂成以不同速度移动的波包。
2018-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Polariton Topological Insulators with Disclinations
Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理工程技术学院）；Institute of Spectroscopy, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院光谱学研究所）
研究在具有位错的微腔柱非周期阵列上引入极化激元拓扑绝缘体，利用共振光泵浦激发拓扑态，探讨其非线性及双稳态特性，通过稳定性分析等展示了该系统丰富特性，扩展了拓扑绝缘体概念。
2026-07-16 physics.optics
Resonant edge-state switching in polariton topological insulators
拓扑绝缘体是在其界面处支持单向边缘态的独特器件。由于拓扑保护，这样的边缘状态在存在无序的情况下持续存在，并且在与缺陷相互作用时不经历反向散射。我们表明，尽管拓扑保护和这样的状态在相对的边缘的一个带进行相反的电流的事实，存在一种物理机制，允许共振耦合拓扑激发传播在相对的边缘。这种机制利用系统参数的弱周期性时间调制，并且不影响系统的内部对称性和拓扑结构。我们研究这种机制在截断蜂窝阵列的微腔柱，拓扑绝缘是可能的极化激元下的自旋轨道耦合和塞曼分裂在外部磁场的共同作用。电势的时间调制导致具有相同布洛赫动量但位于相对边缘的拓扑状态之间的周期性切换。开关率被发现增加较窄的带状结构和较大的调制深度，但它是非单调变化的输入边缘状态的布洛赫动量。我们的研究结果提供了一个很有前途的实现耦合器件的拓扑保护状态的基础上。所提出的方案可以用于其他拓扑光子和凝聚态系统，包括Floquet绝缘体和石墨烯。
2018-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.other nlin.PS
A robust and efficient model for transmission of surface plasmon polaritons onto metal-insulator-metal apertures
提出了一个简单而精确的模型，用于有限金属-绝缘体-金属（MIM）波导中的表面等离子体激元（SPP）传输到孔径的侧面，并证明比现有的模型更准确。这是一样简单的使用磁电流密度在平面上的孔，其值是定义的SPP与任何数量的模式在波导中通过等效原理。然后，从等效电流密度和格林函数的卷积积分中提取孔径两侧产生的SPP。因此，该模型提供的SPP在MIM的孔的侧壁的透射系数准确和有效的，不仅为对称的MIM与一个单一的隔离层，但也为非对称的多层绝缘材料。结果是在很好的协议与FDTD方法得到的，并优于其他近似文献中提供了广泛的孔径宽度。
2022-10-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical Control of Topological Polariton Phase in a Perovskite Lattice
强的光-物质相互作用使光被物质修饰，丰富了拓扑光子学，为实现可调谐的、不受缺陷影响的拓扑器件提供了可能。拓扑激子极化激元是一种具有巨大光学非线性的半光半物质准粒子，它为相位可调谐的有源拓扑光子学提供了一个独特的平台。以前的激子极化激元拓扑绝缘体的演示仍然需要低温，并且它们的拓扑性质通常是固定的，没有相位可调谐性。在这里，我们实验证明了一个室温激子极化激元拓扑绝缘体的钙钛矿锯齿形晶格中的主动相位可调。由于卤化物钙钛矿微腔中的偏振相关各向异性，偏振用作控制不同拓扑相之间的可逆转变的自由度。在自然缺陷的存在下，位于边缘的拓扑非平凡极化子态仍然存在，表现出对无序的强烈免疫力。我们进一步证明了在光抽运下激子极化激元可以凝聚到拓扑边缘态。这些结果为实现室温工作的可调谐拓扑极化激元器件提供了一个理想的平台，在光控制、光调制和光开关等方面具有重要的应用价值。
2020-12-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Helical polariton lasing from topological valleys in an organic crystalline microcavity
拓扑光子学为发展具有强无序免疫光传输和可控螺旋度的光子器件提供了重要平台。光子与激子（或极化激元）的混合产生了具有手征模式的非平凡极化激元带，允许在强耦合光物质系统中操纵螺旋激光器。在这项工作中，我们证明了螺旋极化激元激光从拓扑谷的有机各向异性微晶腔的基础上定制的本地非平凡带几何。这种偏振激元激光器沿不同的角度方向发射不同螺旋度的光。通过非线性弛豫过程实现了显着增强的手征特性。螺旋拓扑极化激元激光器为探索光-物质相互作用的新拓扑现象和发展基于极化激元的自旋电子器件提供了一个理想的平台。
2021-10-26 cond-mat.quant-gas physics.optics
Dirac plasmon polaritons and magnetic modes in topological-insulator nanoparticles
本文通过Mie理论发现拓扑绝缘体纳米球中存在高磁Purcell因子的磁模式，并揭示狄拉克等离激元极化激元显著增强量子发射体的跃迁，使Bi2Se3纳米球成为增强光-物质相互作用的优选材料。
2024-05-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coupled metamaterial-phonon terahertz range polaritons in a topological insulator
本文通过TDTS实验展示BST拓扑绝缘体声子与LC超材料光子模式的强耦合，观测到声子极化激元及约0.09的归一化耦合强度，证明可借电磁环境调控材料力学、磁与拓扑自由度。
2024-05-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological edge states of nonequilibrium polaritons in hollow honeycomb arrays
我们解决的拓扑电流极化激元凝聚体中激发的均匀共振泵在有限的蜂窝阵列中的微腔柱与一个孔在中心。这样的电流下出现的自旋轨道耦合和塞曼分裂，打破了时间反演对称性和打开拓扑间隙的结构的光谱的组合作用。这种结构最具代表性的特征是存在两个界面，内部和外部的，拓扑电流的方向是相反的。由于结构的有限尺寸，极化激元-极化激元相互作用导致了内外界面处的边缘态的耦合，这取决于中空区域的尺寸。此外，可以通过调谐泵浦频率来实现电流之间的切换。我们说明了这种有限结构中的电流可以是稳定的，并研究了由于泵的谐振特性而产生的双稳态效应。
2020-09-17 physics.optics
Observation of perovskite topological valley exciton-polaritons at room temperature
本研究在室温下利用二维谷霍尔钙钛矿晶格实验观测到谷极化拓扑激子极化激元及其谷依赖传播，验证了具有约9 meV能隙的拓扑扭结态，为拓扑谷电子学器件发展奠定基础。
2024-05-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Microcavity polaritons for topological photonics
微腔极化激元是半导体微腔中激子与光子强耦合产生的轻物质准粒子。它们通常在可见光或近可见光波长下工作。它们结合了受限电磁场的性质，包括相当大的自旋轨道耦合，以及对外部磁场和粒子相互作用的敏感性，这些都是从它们的部分物质性质继承来的。这些特性使得极化激元成为研究一维和二维晶格中光子学拓扑相的一个很好的平台，其能带特性可以使用标准光学工具直接访问。本文介绍了微腔极化激元的主要性质以及在拓扑光子学领域的主要观测结果，其中包括拓扑边缘态的激光发射、外磁场下极化激元Chern绝缘体的实现以及一维和二维晶格中量子几何张量和缠绕数等基本量的直接测量。极化子相互作用为非线性拓扑相位的研究开辟了令人兴奋的前景。
2020-11-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Multiplication of the orbital angular momentum of phonon polaritons via sublinear dispersion
本研究利用碳化硅膜上低损耗SPhP的强亚线性色散，在约3%频率范围内实现极化激元光学涡旋拓扑荷切换与倍增，并通过近场成像和惠更斯原理解析高阶涡旋的多拓扑荷共存。
2023-06-08 physics.optics
Coherent topological polariton laser
拓扑概念已被应用到广泛的领域，以成功地描述出现的强大的边缘模式，不受散射或无序。在光子学中，观察到拓扑保护模式产生激光的迹象，并改善了整体激光特性。在这里，我们研究激子极化激元微腔陷阱，排列在一个一维的Su-Schrieffer-Heeger晶格，并形成一个拓扑缺陷模式，我们明确地观察到高度相干的极化激元激光。此外，我们证实了激子的贡献极化激元激光通过施加外部磁场。这些系统的实验结果的鲁棒的激光和高时间相干性精心再现的广义Gross-Pitaevskii模型和Lindblad主方程模型的组合。因此，通过使用相对简单的SSH几何，我们能够描述和控制激子-极化激元拓扑激光，允许更深入地了解微激光器的拓扑效应。
2020-05-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological charge switching in trapped polariton condensates
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；Korea Institute of Science and Technology (KIST)（韩国科学技术研究院）；Gachon University（伽倻大学）
该研究在囚禁于光子晶体连续域束缚态的极化激元凝聚体中，通过调节激发功率利用极化激元蓝移实现拓扑电荷切换，为光学控制拓扑电荷提供了新平台。
2026-09-02 cond-mat.quant-gas physics.optics
Geometric similarities and topological phases in surface magnon polaritons
本研究分析表面磁振子极化激元的色散与性质，利用几何相似性设计常规及拓扑器件，实现微波磁场强局域增强和跨阻抗无损波导连接。
2023-04-17 cond-mat.mes-hall physics.optics physics.plasm-ph
Indium Antimonide, constraints on practicality as a magneto-optical platform for topological surface plasmon polaritons
磁场偏置的锑化铟（InSb）是最广泛讨论的支持非互易表面等离子体激元（SPPs）的材料之一，最近已被证明是拓扑的。在这项工作中，我们提供了一个关键的评估锑化铟作为磁光SPP平台，并表明，它只在一组狭窄的条件下是可行的。
2020-11-12 physics.app-ph physics.optics
Enabling propagation of anisotropic polaritons along forbidden directions via a topological transition
University of Oviedo（奥维耶多大学）；Center of Research on Nanomaterials and Nanotechnology, CINN (CSIC-Universidad de Oviedo)（纳米材料与纳米技术研究中心，CINN（西班牙国家研究委员会-奥维耶多大学））；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术研究所）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基克，巴斯克科学基金会）
通过拓扑转变使vdW晶体中的极子沿禁阻方向传播，实现低损耗纳米尺度能量流控制。
2021-03-16 physics.optics
Doping-driven topological polaritons in graphene/α-MoO3 heterostructures
控制载流子密度提供了一种有效的方式来触发相变和调制天然材料中的光电性质。这种方法可以用来诱导光子系统的光学响应的拓扑转变。在这里，我们预测由石墨烯和$α$ -相三氧化钼（$α$ -MoO 3）组成的二维异质结构支持的混合极化激元的等轴色散轮廓中的拓扑转变。通过化学方法改变石墨烯的掺杂水平，实验证明了极化激元杂化的结果是极化激元表面的轮廓拓扑结构从开放的形状转变为封闭的形状.此外，通过改变异质结构的衬底介质，可以进一步将色散轮廓设计成拓扑过渡处的相当平坦的形状，从而支持可调谐极化激元渠化并提供局部控制拓扑的手段。我们证明了这个想法，以实现极端的亚波长聚焦使用1.2- $μ$米宽的二氧化硅基板作为负折射透镜。我们的研究结果开辟了一个颠覆性的方法，在纳米成像，光学传感和纳米级能量转移的操纵有前途的芯片上的应用。
2022-01-04 physics.optics
Observation of tunable topological polaritons in a cavity waveguide
该研究在金属腔波导中嵌入微波螺旋谐振器二聚化链，通过改变腔宽调谐光-物质耦合，实验观测到可调谐拓扑极化激元及含三个临界点的新型拓扑相变。
2024-01-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological moiré polaritons
本研究提出通过调制光子SOC并引入激子极化激元塞曼分裂，在蜂窝晶格中构建可调莫尔结构、打开拓扑能隙并获得单向边缘态。
2024-04-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tailoring topological transition of anisotropic polaritons by interface engineering in biaxial crystals
极性双轴晶体中的极激元为纳米尺度的光-物质相互作用提供了一条很有前途的途径。色散的动态调制对未来的集成纳米光学具有重要意义，但仍然具有挑战性。在这里，我们报告了一个动量导向的策略，额外的动量支持的界面和平面内的双曲极化激元的模式之间的耦合，以定制双轴晶体中的各向异性极化激元的拓扑转变。我们实验证明了这种定制的极化激元在石墨烯和α-相三氧化钼（α-MoO 3）之间的异质结构的界面。层间耦合可以通过改变石墨烯中的费米能级进行电调制，从而实现动态拓扑转变。更有趣的是，我们发现当调节α-MoO 3的厚度时，拓扑转变发生在恒定的费米能级上。界面工程实现的动量导向策略为光学拓扑转变提供了新的见解，这可能为可编程极化子，能量转移和神经形态光子学提供新的思路。
2022-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Topologically protected subradiant cavity polaritons through linewidth narrowing enabled by dissipationless edge states
本文提出利用一维原子阵列的拓扑带隙和无耗散边缘态，在回音壁模式谐振器中实现线宽极窄、寿命显著延长的亚辐射腔极化激元，为拓扑工程量子态提供新途径。
2023-08-08 physics.optics quant-ph
Dynamic topological exciton-polaritons enabling ultrafast logic operations
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Peking University（北京大学）；CNR NANOTEC, Institute of Nanotechnology（意大利国家研究委员会纳米技术研究所）
本研究通过动态拓扑极子实现超快逻辑运算，展示出高消光比和低控制能量的高性能逻辑功能。
2026-02-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Band Engineering of Exciton Polaritons in Resonant Polaritonic Metasurfaces
Australian National University（澳大利亚国立大学）
研究共振极化激元超表面中激子极化激元的能带工程，开发有效哈密顿框架，揭示光子 - 激子耦合选择规则，应用于WS₂超表面发现新拓扑转变，建立理论框架，可用于多种光子学领域。
2026-07-23 physics.optics
Observation of topological polaritons and photonic magic angles in twisted van der Waals bi-layers
扭曲的二维双层通过层间旋转和耦合提供对电子能带结构的精细控制，从而实现魔角平带超导性和莫尔激子。在这里，我们演示了如何类似的原则，结合大的各向异性，使极端的控制和操纵的声子极化激元（PhPs）在范德华（VDW）双层的光子色散。我们在实验上观察到了在光子魔角下，由极化激元杂化诱导的扭曲双层α-MoO 3中从开放（双曲型）到封闭（椭圆型）色散轮廓的可调拓扑转变，并通过拓扑量进行了鲁棒控制.在这些转变处，双层色散发生突变，表现出低损耗的可调谐极化激元通道化和分辨率低于λ0/40的无衍射传播。我们的研究结果将双电子学和莫尔物理学扩展到纳米光子学和极化电子学，在纳米成像，纳米光传播，能量转移和量子应用方面具有巨大的潜力。
2020-04-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological Fermi-polaron Polaritons with Electrically Invertible Topology
University of Michigan（密歇根大学）；Department of Nuclear Engineering, University of Michigan（密歇根大学核工程系）
本文提出费米极化子极化激元，通过多体相互作用与光子对称性结合，实现大带隙及电可逆拓扑，为可编程拓扑光子学提供新平台。
2026-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Perovskite topological exciton-polariton disclination laser at room temperature
本研究在室温下基于钙钛矿激子-极化子晶格实验实现了C4v对称的拓扑向错（TD）激光器，利用手性与点群对称性保护实现低阈值相干极化子激射，为拓扑激光及光物质相互作用提供了新平台。
2024-04-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological Optical Waveguiding of Exciton-Polariton Condensates
本文研究激子-极化激元在二聚体波导阵列界面拓扑态中的传播，通过非共振与共振激发实现精确调控，为光量子流体和非线性光学研究提供了新平台。
2024-02-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrathin metasurface with topological transition for manipulating spoof surface plasmon polaritons
超颖表面，具有固有的平面性质和亚波长厚度，为我们提供了非常规的方法，不仅塑造传播波的流动，而且操纵近场波。具有拓扑跃迁的等离子体超颖表面用于控制表面等离子体激元（SPPs），近来已被实验证实，然而，这仅限于光学频率。在这项工作中，我们提出并实验表征了一种具有拓扑转变的超元表面，用于在低频下操纵欺骗SPP。我们展示了丰富的有趣的现象，包括频率相关的空间局域化，非衍射传播，负折射，和色散相关的自旋动量锁定的欺骗SPP。与传统的三维超材料相比，该超材料具有低的传输损耗和与光子集成电路的兼容性，在微波和太赫兹波段的空间复用器、聚焦和成像器件、平面超透镜和色散相关定向耦合器等方面有着广泛的应用前景。
2016-04-20 physics.optics
Optical spin Hall effect pattern switching in polariton condensates in organic single-crystal microbelts
本研究在纯DPAVBi有机单晶微带的激子-极化激元体系中演示了光学自旋霍尔效应及其对称性切换，揭示了光子自旋轨道耦合导致的圆偏振发射分离，并发现激光阈值以上因横向量子化引发的图样变化，为拓扑极化激元学应用提供了新平台。
2024-01-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
An electrically pumped topological polariton laser
本研究利用垂直谐振腔极化激元微柱晶格构建拓扑Su-Schrieffer-Heeger缺陷，通过电激发p-i-n掺杂结构实现了拓扑缺陷的极化激元激光，验证了其拓扑特性保留与弱耦合区高效激射，推动了应用型拓扑激光器的发展。
2024-02-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
A platform for electrically pumped polariton simulators and topological lasers
由于能带结构、轨道耦合和晶体对称性的共同作用，石墨烯和过渡金属二硫化物等二维电子材料具有独特的电学和光学性质。通过冷原子、分子、电子图案和光学腔的人工晶格排列实现的合成物质已经出现，为同样实现这些场景提供了多种有趣的框架。激子-极化激元最近已被添加到在半导体平台上仿真系统哈密顿的有希望的候选者的列表中，提供了多功能的工具来设计潜在的景观并访问非线性电光机制。在这项工作中，我们介绍了一个电子驱动的正方形和蜂窝晶格的激子极化激元，铺平了道路，现实世界的设备的基础上极化激元晶格片上应用。我们的平台表现出类似激光发射的高对称点下的直流注入，暗示在电驱动极化激元激光器的前景可能拓扑非平凡的属性。
2018-11-28 physics.app-ph physics.optics
Topological phase transition in an all-optical exciton-polariton lattice
拓扑绝缘体是一类电子材料，其表现出对扰动和无序免疫的鲁棒边缘状态。这个概念已经成功地应用于光子学，在那里开发了拓扑非平凡波导和拓扑激光器。然而，在一个给定的光子系统中的拓扑特性的探索是有限的，一个制造的样品，没有灵活性，重新配置的结构原位。在这里，我们展示了一个全光学实现的轨道Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型中的微腔激子极化激元系统，其中腔光子与激子在GaAs量子阱中杂交。通过对非共振激光激发的整形，我们全光学地诱导出激子极化激元的锯齿形势，并直接测量了玻色凝聚非线性区域中极化激元晶格的本征谱和拓扑边缘态.此外，利用光诱导晶格的可调谐性，我们修改了位间隧穿，实现了到平凡态的拓扑相变。我们的研究结果开辟了一条道路，研究拓扑相变的需求，在完全可重构的混合光子系统，不需要复杂的样品工程。
2021-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Tunable optical topological transitions of plasmon polaritons in WTe2 van der Waals films
本文在WTe2范德华薄膜中通过Mo掺杂和温度调控实现了面内双曲等离激元极化激元的光学拓扑转变，并利用斜切条带的偏振依赖共振实现远场拓扑追踪，为可重构低对称性等离激元纳米光子器件奠定基础。
2023-08-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological surface magnon-polariton in an insulating canted antiferromagnet
Beihang University（北京航空航天大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；International Quantum Academy（国际量子学院）
本文提出在绝缘倾斜反铁磁体（如赤铁矿）中利用强耦合磁振子-光子模式实现拓扑表面磁振子-极化激元，其源于体带的非平凡拓扑，为反铁磁自旋电子学提供新途径。
2025-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Experimental observation of topological exciton-polaritons in transition metal dichalcogenide monolayers
量子科学和技术的兴起促使光子学研究寻求具有强光-物质相互作用的新平台，以促进适度光强度下的量子行为。一个有希望的平台，以达到这种强大的光-物质相互作用的制度是由极化激元元超表面，它代表了人工介质结构上的纳米尺度和设计，以支持极化激元-半光半物质准粒子。拓扑极化激元，或“topolaritons”，提供了一个理想的平台，在这种情况下，具有独特的性质，源于拓扑相位的光与物质强烈耦合。在这里，我们探索极化激元超表面的基础上的二维过渡金属二硫属化物（TMD）支持平面内极化激子共振作为一个有前途的平台拓扑极化激元。我们使自旋霍尔拓扑极化激子相强烈耦合谷极化面内激子在TMD单层适当设计的全介电拓扑光子超颖表面。我们首先表明，拓扑光子带之间的强耦合支持的超颖表面和激子带MoSe 2产生一个有效的相位绕组和过渡到topolaritonic自旋霍尔态。然后，我们在实验上实现了这一现象，并确认存在单向自旋极化边缘拓扑极化激元。结合MoSe 2单层中的谷极化，所提出的系统能够实现一种新的方法来参与TMD中的光子角动量和谷自由度，为谷电子学和自旋电子学的光子/固态界面提供了一个有前途的平台。
2020-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Non-Hermitian Topological End-Mode Lasing in Polariton Systems
我们预测了在一维激子-极化激元凝聚晶格中存在非厄米拓扑保护的端态，其中拓扑跃迁由激光泵浦模式驱动。我们证明了端态的数目可以用一个陈数和一个基于威尔逊圈的拓扑不变量来描述。我们发现，这种转变是由于{ \it强制的异常点}而产生的，这可以直接从大量布洛赫波函数中预测。这使我们能够建立一种新的类型的体积边界对应的非厄米特系统和计算的开链的相图解析。最后，我们展示了拓扑激光的一个单一的端模在一个现实的模型的微腔晶格。
2020-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Topologically tunable polaritons based on two-dimensional crystals in a photonic lattice
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg（奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学）；Friedrich Schiller University（弗里德里希·席勒大学）；Fraunhofer-Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF（弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所IOF）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
基于二维晶体制备的拓扑可调极子，通过光谱可调性实现拓扑晶格的原位调控，用于非线性芯片中的光控制与引导。
2024-06-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Molecular and solid-state topological polaritons induced by population imbalance
本研究理论提出利用电子跃迁饱和的非线性效应，通过圆偏振光泵浦调控法布里-珀罗腔中分子与固态激子-极化激元系统的拓扑性质，证明可改变贝里曲率、产生非零陈数，但因体边对应不适用无单向边缘态，为新型光电子材料拓扑调控提供通用方案。
2023-08-27 physics.chem-ph physics.optics
Coupling between Exciton-Polariton Corner Modes through Edge States
最近实现的高阶拓扑绝缘体在理论和实验凝聚态界引起了极大的兴趣。二维二阶拓扑绝缘体产生零维局部角模，其驻留在系统的带隙内，以及边缘模，其占据与体模相邻的带边。由于拓扑性质，信息可以被困在这些系统的角落，即使在无序的情况下也不会受到阻碍。由于角点是局部的，角点状态之间的信息交换是一个问题。在这里，我们表明，在激子极化激元系统的非线性可以允许不同的角落之间的耦合，通过基于光学参数散射的边缘状态，实现多个可连接的拓扑模式的系统。
2020-02-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Wideband tunable infrared topological plasmon polaritons in dimerized chains of doped-silicon nanoparticles
我们研究了一维二聚掺杂硅纳米颗粒链中的拓扑等离子体激元（TPPs），作为Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型中拓扑边缘态的类比。通过考虑近场和远场偶极-偶极相互作用，解析计算了光子能带结构。对于纵向模式，它表明，能带拓扑结构可以很好地表征由复杂的Zak相的晶格常数和掺杂浓度无关。通过数值求解有限系统的本征模，发现具有非零复Zak相位的二聚化链支持在两个边缘上局部化的非平凡拓扑本征模。此外，通过改变Si的掺杂浓度，可以将TPP的谐振频率从远红外调谐到近红外，并且边缘模式的局域长度也相应地被调制。由于这些TPP是高度保护的模式，可以实现电磁波的强约束，并且也不受杂质和无序的影响，因此它们可以提供用于红外光谱中的鲁棒和增强的光-物质相互作用的潜在可调谐工具。
2019-11-07 physics.optics
Geometric frustration in polygons of polariton condensates creating vortices of varying topological charge
涡旋是各种流体现象的关键成分，其量子化版本被认为是超流性的标志。循环流对应于一个大的拓扑电荷的漩涡，称为巨漩涡，是出了名的难以实现，即使在外部印记，他们是不稳定的，打破了许多漩涡的一个单一的电荷。尽管有许多关于超冷原子玻色-爱因斯坦凝聚体和其他超流体系统中巨涡旋的形成和稳定的理论建议，但它们的实验实现仍然难以捉摸。极化子凝聚体从其他超流系统中脱颖而出，因为它们特别强的粒子间相互作用与它们的非平衡性质相结合，因此为研究涡旋提供了一个替代的实验平台。在这里，我们非共振激发奇数极化激元凝聚在一个正多边形的顶点，我们观察到形成一个稳定的离散涡状态与一个大的拓扑电荷作为最近的相邻凝聚之间的反键挫折的后果。
2021-06-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Artificial Gauge Fields and Dimensions in a Polariton Hofstadter Ladder
该研究在微米级极化激元微柱链中以圆偏振为人工维度构建人工规范场，实验实现严格依赖偏振的拓扑霍尔边缘态与非互易赝自旋输运，无需强磁场。
2025-06-16 physics.app-ph physics.optics
In-situ tunable, room-temperature polariton condensation in individual states of a 1D topological lattice
IBM Research Europe – Zurich（IBM欧洲苏黎世研究中心）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Bergische Universität Wuppertal（伍珀塔尔大学）
研究通过有机聚合物层开放腔结构，在室温下实现一维拓扑晶格单个态的极iton凝聚，展示了带结构与拓扑边态的特性，并通过非线性发射和能级蓝移验证了极iton凝聚的精确性。
2024-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Organic room-temperature polariton condensate in a higher-order topological lattice
Institute of Physics, School of Mathematics and Science, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg（奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学数学与科学学院物理研究所）；Institute of Applied Physics, Abbe Center of Photonics, Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学阿贝光子学中心应用物理研究所）；Fraunhofer-Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF（弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所IOF）；Department of Biochemistry, University of Würzburg（维尔茨堡大学生物化学系）；Department of Physics, Center for Optoelectronics and Photonics Paderborn (CeOPP), and Institute for Photonic Quantum Systems (PhoQS), Paderborn University（帕德博恩大学物理系、帕德博恩光电子学与光子学中心(CeOPP)以及光子量子系统研究所(PhoQS)）
研究通过高阶拓扑晶格实现有机极子凝聚体，利用光子晶格模拟非传统物质相，发现拓扑保护模式并实现室温极子激光态。
2024-01-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Energy and momentum of the surface plasmon-polariton supported by a thin metal film
我们研究了在对称的3层“绝缘体-金属-绝缘体”结构中激发的表面等离子体激元（SPP）的能量和动量，已知该结构支持负群速度的对称（S）模以及只有正能量流的反对称（AS）模。电场和磁场矢量计算通过唯象和微观的方法，后者涉及的流体动力学模型占金属中的电子气的量子统计效应。得到了介质和金属薄膜中能量和动量分量的显式表达式，并对整个SPP的能量和动量贡献随波数的变化进行了数值分析.各种能量和动量成分根据它们的起源（“场”或“物质”）和物理性质（轨道（正则）和自旋（贝琳凡特）动量贡献）进行分类。系统地比较了S模式和AS模式的图像特征。这些结果对SPP诱导的薄膜效应，特别是薄膜等离子体系统中的电荷和自旋动力学的研究和应用具有重要意义。
2021-10-11 physics.optics
Polariton Chern Bands in 2D Photonic Crystals Beyond Dirac Cones
本研究超越传统 Dirac cone 框架，在二维光子晶体中引入基于 BICs 和 $Γ$ 点简并的能带结构以实现 polariton Chern bands，展示了高 Chern 数、均匀 Berry 曲率及大拓扑带隙，为拓扑光子器件设计提供新原则。
2025-06-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Collective near-field coupling in infrared-phononic metasurfaces for nano-light canalization
极化激元，光子和偶极物质激发的耦合激发，可以沿着具有双曲线或椭圆色散的各向异性超颖表面传播。在从双曲色散到椭圆色散的转变（对应于拓扑转变），发现了各种有趣的现象，如光子态密度的增强、极化激元沟道化和超透镜化。在这里，我们从理论和实验上研究的拓扑结构的转变和极化激元耦合的深亚波长元件在单轴红外声子超表面，六方氮化硼（hBN）纳米带光栅。通过高光谱红外纳米成像，我们观察到，第一次，在中间的hBN Reststrahlen带的合成横向光学声子共振（即，强集体近场耦合的纳米带），产生从双曲线到椭圆色散的拓扑过渡。我们进一步可视化和表征的空间演化的深亚波长渠化模式附近的过渡频率，这是一个准直极化激元，是hyperlensing和无衍射传播的基础。我们的研究结果提供了基本的见解极化激元近场耦合在超颖表面的作用，创造拓扑转变和极化激元渠化。
2020-06-02 physics.optics
In-Plane Plasmon Coupling in Topological Insulator Bi$_2$Se$_3$ Thin Films
已知3D拓扑绝缘体（TI）Bi $_2$ Se $_3$的表面态在太赫兹光谱范围内具有二维狄拉克等离子体激元（DPP）。在TI薄膜中，在顶表面和底表面上激发的DPP耦合，导致声学和光学等离子体激元模式。因此，这些材料中的垂直耦合是合理的，但局部TI DPP之间的面内耦合还有待研究。在本文中，我们证明了在TI条形阵列的面内DPP耦合，并表明它们表现出偶极-偶极型耦合。耦合变得可忽略不计，其中晶格常数大于大约2.8倍的条纹宽度，这与在金属纳米颗粒或石墨烯等离子体激元上激发的局部等离子体激元的平面内耦合的结果相当。这种理解可以用于创建基于TI的元表面。
2021-09-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
