Ultrafast relaxation of acoustic and optical phonons in a topological nodal-line semimetal ZrSiS
尽管是研究最多的节线半金属，一个清晰的理解的瞬态弛豫动力学和潜在的机制，在ZrSiS是缺乏。利用时间和角度分辨的光电子能谱，我们研究了ZrSiS的超快弛豫动力学，揭示了一个独特的松弛在体相线状态，这是很好地捕获的一个简单的模型的基础上的光学和声学声子冷却。我们发现线性衰减过程的光学和声学声子弛豫声冷却抑制在高温下。我们的研究结果揭示了不同的衰减机制的体和表面状态，并铺平了道路，以了解在这种材料的导电机制。
2021-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Some information on acoustic topological insulator
本文以教学为目的简要综述了声学拓扑绝缘体，重点说明如何在保持时间反演对称性的条件下人工构造声学自旋半态，并解释其中涌现的Dirac物理。
2023-08-08 cond-mat.mes-hall
Observation of Higher-Order Topological States in Acoustic Twisted Moiré Superlattice
扭曲莫尔超晶格（TMS）是具有奇异物理特性的迷人材料。尽管对电子、光子和声子的TMS进行了大量的研究，但从未见过TMS能够呈现出更高阶的能带拓扑。在这里，我们报告的声学TMS高阶拓扑状态的实验观察。通过在耦合声谐振器的双层蜂窝晶格中引入莫尔扭曲，我们发现了一个具有设计的层间耦合的制度，其中出现了具有高阶拓扑结构的相当大的带隙。这种高阶拓扑相位拥有独特的拓扑边缘和角落状态，这可以通过带隙以下的声学布洛赫带的Wannier中心来理解。我们确认实验的高阶带拓扑结构的边缘和角落的状态，使用声学泵浦探测测量的特征。通过理论和实验的补充，我们的研究为TMS的能带拓扑开辟了一条道路。
2021-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Acoustic realization of quadrupole topological insulators
四极拓扑绝缘体是一种具有非平凡四极量子化的高阶拓扑绝缘体，近年来得到了广泛的研究。然而，紧束缚模型提出的这种涌现拓扑绝缘体的要求，积极和消极的跳跃系数，这给实际实现带来了障碍。本文介绍了一种设计声学跳跃符号的可行方法，并构造了第一个严格模拟紧束缚模型的声学四极拓扑绝缘体。通过检测样品的体部、边缘和拐角处的声学响应，实验证实了固有的分级四极拓扑结构。可以预期的潜在应用的拓扑鲁棒的间隙状态，如声学传感和能量捕获。
2020-12-01 cond-mat.mes-hall
Topological Acoustics
流体中声波传播的操纵具有许多应用，包括日常生活中的一些应用。声学技术经常与光学一起发展，使用共同的概念，如波导和元介质。因此值得注意的是，最近已经证明了一类全新的电磁波，称为拓扑边缘态。这些都是受到拓扑绝缘体中电子边缘态的启发，并拥有一个引人注目的和技术上有前途的特性：无论缺陷或无序的存在如何，都能够沿着表面在单一方向上传播而不会发生反向散射。在这里，我们开发了一个类似的拓扑流体声学理论，并提出了一个方案，用于实现拓扑边缘状态的声学结构中含有循环流体。在普通声学器件中不发生的无无序单向声传播现象可能在声学隔离器、调制器和换能器中具有新颖的应用。
2015-03-21 cond-mat.mes-hall
Topological Defects in Semiconducting Carbon Nanotubes as Triplet Exciton Traps and Single-Photon Emitters
本研究通过密度泛函理论揭示(6,5)碳纳米管中螺旋Stone-Wales缺陷可捕获三重态激子，并凭借弱电子-声子耦合成为电信波段单光子发射体。
2025-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Acoustic-phonon-mediated superconductivity in moiréless graphene multilayers
我们研究了声学声子介导的超导性与无莫尔条纹石墨烯多层膜中的长程库仑相互作用之间的竞争，具体地说，Bernal双层石墨烯，菱形三层石墨烯和ABCA堆叠的四层石墨烯。在这些石墨烯多层膜中，声学声子可以通过电子-声子耦合实现自旋-单线态和自旋-三线态配对，并且亚晶格内配对（$s$ -波自旋-单线态和$f$ -波自旋-三线态）是主要通道。我们的理论自然地解释了最近在Bernal双层石墨烯和菱面体三层石墨烯中的不同实验结果，并且我们进一步预测了ABCA四层石墨烯中存在由电子-声子相互作用引起的超导电性。特别是，我们证明了声学声子介导的超导电性占上风，在菱面体三层石墨烯和ABCA四层石墨烯的掺杂范围很广，而超导电性只存在于一个狭窄的范围内掺杂附近的Van Hove奇点Bernal双层石墨烯。我们的理论的主要特点是列入现实的能带结构与适当的范霍夫奇异性和库仑排斥效应（所谓的“$μ^*$效应”）反对声子诱导的超导配对。我们还讨论了谷间散射如何抑制自旋极化超导。我们的工作提供了详细的预测的基础上电声声子相互作用诱导的石墨烯超导性，这应该在未来的实验中进行研究。
2022-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Experimental Observation of Acoustic Weyl Points and Topological Surface States
Weyl点是三维动量空间中Berry通量的拓扑单极，在拓扑半金属中得到了广泛的研究。由于基本的拓扑原理适用于周期性边界条件下的任何类型的波，因此Weyl点也可以在经典波系统中实现，与凝聚态材料相比，经典波系统更容易工程化。在这里，我们提出了一个声学Weyl声子晶体打破空间反演（P）对称性使用倾斜的声波波导的组合。我们进行了角度分辨透射测量，以表征声学外尔点。我们还通过实验证实了声学“费米弧”的存在，并证明了稳健的单向声学输运，其中表面波可以在没有反射的情况下克服台阶势垒。该工作为三维拓扑声学效应的基础研究奠定了坚实的基础。
2018-03-02 cond-mat.mes-hall
Acoustic topological Jackiw-Rebbi states at symmetry broken interfaces
本文提出通过自发对称破缺诱导实空间拓扑相变，构建声学超光栅以产生具有稳健虚能带简并特征的非平庸 Jackiw-Rebbi 态，实验验证了具有恒定相位跳变的离域界面态并展示了增强的高定向性拓扑辐射。
2025-04-25 cond-mat.mes-hall
Observation of fractal topological states in acoustic metamaterials
在固体材料和整数维经典波动系统中，物质的拓扑相已经得到了广泛的研究。然而，非整数维的拓扑状态在很大程度上仍未被探索。分形是一种在不同尺度上几乎相同的复杂非整数维几何。在这里，我们通过一致的理论和实验证明了声学Sierpierski分形拓扑绝缘体与非常规的高阶拓扑现象。我们发现丰富的拓扑边和角落的国家出现在我们的声学系统由于丰富的边缘和角落内的分形边界。有趣的是，边和角态的数量与体态的数量一样随系统尺寸变化，并且指数与Sierpienski地毯的Hausdorff分形维数一致。此外，出射角态呈现出非常规的光谱和波形。我们的研究为分形几何中的拓扑态开辟了一条途径。
2022-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Topological acoustics
拓扑声学是一个新兴的领域，它是凝聚态物理、机械结构设计和声学工程的交叉点。它探讨了新型人工结构的设计和建造，如声学超材料和声子晶体，利用拓扑保护来鲁棒地操纵声波。拓扑声学的早期工作仅限于复制在凝聚态系统中已经理解的拓扑相，但最近的进展已经将范式转移到探索在其他物理系统中难以实现的新拓扑概念，例如各种拓扑半金属相，以及与Floquet工程相关的拓扑相，脆弱拓扑，非厄米性和合成维度。这些发展表明了拓扑声学系统的独特优势及其在发展拓扑物理学中的作用。本文综述了声学系统中拓扑相位的基本机制、基本设计和实际实现，并对未来的发展方向和潜在的应用前景进行了展望。
2023-02-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Acoustic Dirac degeneracy and topological phase transitions realized by rotating scatterers
经典波的人工晶体提供了一个很好的平台来探索最初在凝聚态系统中提出的拓扑物理。本文通过简单地旋转声波晶体中的散射体来实现声狄拉克简并，其中简并是通过在旋转过程中调制散射体之间的散射强度而偶然引起的。这给出了在声学系统中创建拓扑相变的灵活方式。沿分离两个拓扑不同的间隙声波晶体的界面进一步观察到边缘状态。
2017-09-09 cond-mat.mes-hall
Direct measurement of acoustic spectral density and fractional topological charge
局域态密度（LDOS）是一种基本的光谱性质，在各种物理现象中起着核心作用，如波-物质相互作用。在这里，我们报告的直接测量的LDOS的声学系统和导出的分数拓扑数的声学Su-Schrieffer-Heeger系统。声学LDOS在这里是量化的国家的最先进的技术，通过测量的体积流率和声压与本地激励探头配置。在此基础上，我们研究了声Purcell效应，并在实验上建立了近场LDOS与远场声发射功率之间的重要关系。此外，我们还在一维声学Su-Schrieffer-Heeger模型中检测到了LDOS，并观察到了系统的分数拓扑数。我们的工作揭示了LDOS在声学现象中的重要作用，并为在拓扑系统中表征和定制LDOS铺平了道路。
2022-08-25 cond-mat.mes-hall
Acoustic Higher-Order Topological Insulators Protected by Multipole Chiral Numbers
本研究利用声子晶体首次实验实现了受多极手征数保护的高阶拓扑绝缘体，明确观测到带隙中间的多个角态，为声学传感和能量捕获等声学控制提供了新可能。
2023-05-18 cond-mat.mes-hall
Floquet Topological Insulators for Sound
具有拓扑有序的凝聚态系统的独特传导性质最近激发了人们对经典波动现象中类似效应的探索。特别是声学拓扑绝缘体，有望彻底改变我们控制声音的能力，允许在其边缘进行大隔离和宽带单向传输，并对结构缺陷和无序具有拓扑免疫力。到目前为止，这些迷人的属性已经获得了依赖于移动介质，固有地引入噪声和吸收损耗，阻碍了拓扑声学的实用性。在这里，我们克服了这些限制，通过及时调制的晶格谐振器的声学特性，引入声学Floquet拓扑绝缘体的概念。超声波频率下的声调制可以达到高达几个倍频的值，从而实现具有现场适度调制策略的宽带效果，该策略令人惊讶地不需要跨晶格的相位均匀性。使用第一性原理数值实验，我们表明，声波提供了一个肥沃的土壤，适用于异常物理的Floquet拓扑绝缘体，并证明其相关的广泛的声学应用，包括宽带声隔离和拓扑保护，非互易声发射器。
2015-11-26 cond-mat.mes-hall
Topological Hunds rules and the electronic properties of a triple lateral quantum dot molecule
我们从理论和实验上分析了三个相互耦合的横向填充电子的量子点的电子结构和电荷图。使用哈伯德模型和实空间精确对角化技术，我们表明，这种人工分子的电子性质可以理解使用一组拓扑亨氏规则。这些规则将多电子能级与自旋和点间隧穿$t$联系起来，并控制充电能量。我们绘制出的充电图N=6电子和预测的自旋极化阶段的两个洞。将理论充电图与门控三点器件的实测充电图进行了比较。
2007-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of topological edge modes in a quasi-periodic acoustic waveguide
拓扑边界和界面模式产生的声波波导中的简单的准周期性图案的墙壁。该程序打开了许多拓扑间隙的共振光谱和定性以及定量评估其拓扑性质提供。特别是，计算的体积不变量的连续波方程进行。实验测量再现了高保真的理论预测。特别地，通过壁的简单图案化来设计位于可呼吸波导中间的具有高Q因子的声学模式。
2019-02-14 cond-mat.mes-hall
Topological dislocation modes in three-dimensional acoustic topological insulators
位错在三维固态材料中普遍存在。这种实空间拓扑结构与倒易空间中定义的出现带拓扑结构的相互作用产生了束缚于线缺陷的无间隙螺旋模式。这被称为体位错对应，与传统的体边界对应特征拓扑状态的边界。然而，到目前为止，罕见的令人信服的实验证据提出了这个有趣的拓扑观察，由于在固态系统中存在的各种挑战。在这里，使用一个三维声学拓扑绝缘体与精确可控的位错，我们报告了一个明确的实验证据，长期期望的体位错对应，通过直接测量的一维拓扑位错模式的无间隙色散。值得注意的是，正如我们在进一步的实验中所揭示的，赝自旋锁定的位错模可以在任意形状的位错路径中被单向引导。在各种经典波系统中预期的独特的拓扑位错输运可以提供前所未有的对波传播的可控性。
2021-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Higher-order topological phase in an acoustic fractal lattice
高阶拓扑绝缘体比一阶拓扑绝缘体支持更低维的拓扑边界态，在整数维系统中得到了广泛的研究。在这里，我们提供了一个新的范例，通过实验提出了一个高阶拓扑相的分形维系统。通过将Benalcazar，Bernevig和Hughes模型应用于Sierpinski地毯分形晶格，我们揭示了一个压缩高阶相图，该相图具有丰富的角态，它由零维外角态和1.89维内角态组成.其结果是，余维是1.89，我们的模型可以归类为分数阶拓扑绝缘体。在外/内角处的非零分数电荷表明分形系统中的所有角态确实是拓扑非平凡的。最后，在一个制造的声学分形晶格，我们实验观察到的外/内角态的本地声学测量。我们的工作证明了声学分形晶格中的高阶拓扑相，并可能为分数阶拓扑绝缘体的研究铺平道路。
2022-05-11 cond-mat.mes-hall
Microwave impedance microscopy imaging of acoustic topological edge mode on a patterned substrate
研究了LiNbO $_3$衬底上金属纳米柱构成的蜂窝声子晶体中的声学拓扑边缘模。声学能带计算表明，拓扑表面声波（SAW）模式栖息在蜂窝声子晶体的边缘，尽管与基板的内部声学模式的杂交。脉冲型微波阻抗显微镜实现了两个相互倒置的拓扑声子晶体之间的千兆赫拓扑边缘模式的清晰可视化。频率相关的图像表明，边缘模式的发展，因为体SAW模式被抑制由于能隙的形成，符合拓扑性质。在基片上实现简单柱状结构的拓扑波导，为拓扑声表面波器件的发展开辟了一条新的途径。
2022-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-Abelian Topological Phases and Their Quotient Relations in Acoustic Systems
针对非阿贝尔拓扑相在经典波体系中难构型调控的问题，本研究利用三组分声学偶极子的编织型虚耦合，在一维互易厄米系统中生成声学非阿贝尔拓扑相，给出全相图并验证商关系，为非对易声学器件研究提供新思路。
2023-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Higher-order topological semimetal in acoustic crystals
高阶拓扑绝缘体的概念赋予了材料超过一阶的拓扑状态。特别地，三维（3D）高阶拓扑绝缘体可以具有拓扑保护的1D铰链状态（称为二阶拓扑绝缘体）或0D角状态（称为三阶拓扑绝缘体）。类似地，如果3D高阶拓扑半金属在1D铰链上承载状态，则可以设想3D高阶拓扑半金属。在这里，我们报告了在3D打印的声学晶体中实现二阶拓扑Weyl半金属，其具有3D动量空间中的Weyl点，表面上的2D费米弧态和铰链上的1D无隙态。像弧面状态一样，铰链状态也连接外尔点的投影。我们的实验结果证明了高阶拓扑半金属的存在，这可能为创新的声学器件铺平道路。
2021-02-15 cond-mat.mes-hall
Topological acoustics in coupled nanocavity arrays
Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型可能是研究非平凡拓扑相和拓扑激发的最简单的一维概念。它最初是为了解释聚乙炔的导电性而开发的，现已成为研究电子学、光子学和超冷原子系统中拓扑效应的平台。在这里，我们提出了一个实验上可行的实施SSH模型的基础上耦合的一维声学纳米谐振器工作在GHz-太赫兹范围。在这个模拟器中，可以在最近邻交互项中实现不同的符号，显示SSH模型中所有参数的完全可调性。基于这一概念，我们构建拓扑过渡点产生纳米声子的边缘和界面状态，并提出了一个简单的方案，实验探测其空间复杂的振幅分布直接由完善的光泵浦探测技术。
2018-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Demonstration of a quantized acoustic octupole topological insulator
量子化多极拓扑绝缘体（QMTIs）是近年来从现代电极化的强度理论中发展起来的一种描述高阶多极矩的量子化拓扑绝缘体，它存在于嵌套的威尔逊圈中，并通过晶格对称性被量子化。在过去被忽视的QMTIs揭示了新类型的带隙边界，它们本身代表了低维拓扑相和拓扑保护的零维（0D）角态。受到这些开创性理论预测的启发，人们付出了巨大的努力，在各种二维（2D）超材料中进行拓扑量子化四极相位的实验观察。然而，由于严格的要求，在晶体中的反交换反射对称性，它一直是具有挑战性的，以实现更高阶的量化多极矩，如八极矩，在一个现实的三维（3D）结构。在这里，我们克服了这些挑战，并通过实验实现了声学模拟的量化八极拓扑绝缘体（QOTIs）使用负耦合谐振器。我们通过第一性原理研究证实，我们的设计具有量化的八极拓扑相位，并通过实验证明了我们的超材料中状态拓扑层次的光谱证据，观察到3阶角态，2阶铰链态和1阶表面态。此外，我们揭示了拓扑相变从高阶到低阶多极矩在声学TI的改变设计。我们的工作提供了一个新的途径，探索高阶拓扑状态（HOTS）在3D经典平台。
2019-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Acoustic square-root topological insulators
平方根拓扑态是一种新的拓扑相，它的拓扑性质继承自哈密顿量的平方。通过在声学Su-Schrieffer-Heeger模型和蜂窝晶格中的连接管上添加空腔，分别在声子晶体中实现了一阶和二阶平方根拓扑绝缘体.由于平方根过程，平方哈密顿量的体隙加倍。在两个体隙中，平方根拓扑绝缘体具有多个局域模式，即，我们的计算和实验观测都证实了这一点。我们进一步提出了一个二阶平方根拓扑半金属通过堆叠的装饰蜂窝晶格的三维。
2020-08-11 cond-mat.mes-hall
Observation of an acoustic topological Euler insulator with meronic waves
本研究在声学超材料中首次实验实现了具有独特 meronic 表征的拓扑 Euler 绝缘体相，揭示了其非平庸 Euler 类与 meronic 构型，并通过泵浦-探测技术证实了非常规体-边对应关系。
2024-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Acoustic Diode
University of Manchester（曼彻斯特大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
该研究展示了三维拓扑相作为声学二极管实现非线性声电效应，并揭示了量子几何可观测量在二次响应中的分类及实验实现的新途径。
2026-01-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
A General Method to Design Acoustic Higher-Order Topological Insulators
不受费米能级限制的声学系统已被证明是探索富有成效的拓扑相的重要平台。用平凡的“环境”包围非平凡畴，从理论和实验上证明了畴壁拓扑态的存在。本文基于具有kagome晶格的拓扑晶体绝缘体，从传统声学的角度严格推导了相应的哈密顿量，并准确地揭示了声学系统中跳跃项和现场项的对应关系.重要的是，这些结果直接表明，而不是应用平凡域，软边界条件精确地对应于理论模型，总是需要广义手征对称性。这些结果提供了一个通用的平台，以构建所需的声学拓扑器件托管所需的拓扑现象的通用应用。
2021-02-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Topological interface modes in local resonant acoustic systems
拓扑声子晶体是一种周期性的人工结构，可以支持非平凡的声学拓扑带，其拓扑性质与拓扑边模的存在有关。以往的研究主要集中在布拉格带隙中由晶格散射引起的拓扑边缘模。虽然局部共振间隙在声波的亚波长控制中有很大的用途，但是否有可能在局部共振间隙中实现拓扑界面态是一个问题。本文研究了时间反演对称声学系统中局域共振带隙附近的拓扑能带，并利用弹簧-质量模型详细描述了能带结构的演化。我们的声学结构可以在亚波长区产生三个带隙：一个是由单胞的局域共振引起的，另两个是由能带折叠引起的。发现拓扑界面态只能存在于带折叠诱导带隙中，而不会出现在局域共振带隙中。数值模拟结果与理论分析结果吻合较好。该研究为亚波长声波的局域化提供了一种途径。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Realization of an acoustic third-order topological insulator
最近发现的高阶拓扑绝缘体（TI）开辟了新的可能性，在寻找新的拓扑材料和超材料。二阶TI已经在表现出拓扑“角状态”的二维（2D）系统以及具有一维（1D）拓扑“铰链状态”的三维（3D）系统中实现。三阶TI，其拓扑状态比体积低三个维度（因此必须是3D或更高），尚未报道。在这里，我们描述了实现三阶TI的各向异性的钻石晶格声学超材料。体声波带结构具有非平凡的拓扑结构，其特征在于量子化的Wannier中心。通过直接声学测量，我们观察到角状态在两个角的菱形结构，如预测的量子化Wannier中心。这项工作将拓扑角状态从2D扩展到3D，并可能在新型声学器件中找到应用。
2019-03-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Topologically protected acoustic helical edge states and interface states in strongly coupled metamaterial ring lattices
时间反演（T）不变性拓扑绝缘体是凝聚态物理的重要发现之一，其最吸引人的特点是基于自旋的拓扑保护，即完全消除了具有一定自旋的导电电子在物质表面的散射.近年来，它使拓扑绝缘体从电子学向光子学、声子学和力学的范式转变，不仅带来了新的物理学，而且在强波输运方面也有潜在的应用。尽管人们对实现拓扑保护的声波输运越来越感兴趣，但T不变声学拓扑绝缘体尚未实现。在这里，我们报告的声学拓扑绝缘体的第一个演示：一个强耦合的超材料环晶格，支持单向传播的螺旋边缘状态下的T-对称，反向散射免疫边界突变。非常独特的是由于晶格位错而形成自旋过滤界面态。拓扑保护的边缘态和界面态的形成机制适用于各种其他波系统或更高的维度。
2015-08-24 cond-mat.mes-hall
Coherent generation and detection of acoustic phonons in topological nanocavities
受凝聚态物理框架中费米子系统概念的启发，最近在玻色子系统中也探索了拓扑和拓扑态。工程系统的可能性与单向波传播和防止混乱是在这个日益增长的兴趣的核心。拓扑声学效应已在各种系统中观察到，其中大多数基于kHz-MHz声波，具有厘米量级的典型波长。最近，这些概念中的一些已被成功地转移到纳米尺度多层系统中的声学声子。所报告的受限拓扑声子模式的演示是基于拉曼散射光谱，但分辨率不足以确定寿命和识别系统中的其他声学模式。在这里，我们使用时间分辨泵浦探测测量使用异步光学采样（ASOPS）技术，以克服这些分辨率的限制。通过一维GaAs/AlAs分布布拉格反射器（DBR）作为构建模块，我们设计了高频（$\sim$ 200 GHz）拓扑声学界面态。我们能够清楚地区分定态带边模式的限制拓扑状态。检测方案通过选择规则直接反映了模的对称性，证明了被测受限态的拓扑性质。这些实验使一个新的工具，在研究更复杂的拓扑驱动的声子动力学，如声子非线性和光学机械系统与同时限制的光和声音。
2018-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Acoustic topological insulator and robust one-way sound transport
由于凝聚态物质的量子电导行为和独特的后向散射免疫传播特性，凝聚态物质的新拓扑序的发现引起了基础物理和应用物理的极大兴趣，激发了经典波系统中类似的奇异效应，导致了波传播操纵的革命。然而，迄今为止，只有少数理论模型被提出来实现声学拓扑状态。在这里，我们从理论和实验上证明了一个二维声学拓扑绝缘体与量子自旋霍尔效应的声学模拟。由于双狄拉克锥附近的能带反转机制，在两个石墨烯类声学晶体之间的界面处可以观察到声学单向赝自旋相关的传播边缘态，对应于自旋正和自旋负。我们还通过实验验证了这种单向边缘态对不同晶格缺陷和无序的相关拓扑免疫性，这些缺陷和无序总是会导致固有的传播损耗和噪声。我们发现，这种独特的声学拓扑现象可以提供一个新的有前途的应用平台，如单向声隔离器，声学模式切换器，分配器，滤波器等新型声学器件的设计。
2015-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Acoustic topological circuitry in square and rectangular phononic crystals
我们系统地设计了一系列方形和矩形声子晶体，以创建复杂拓扑声子电路的实验实现。所观察到的奇异拓扑输运完全依赖于底层结构，其必须属于正方形或矩形晶格系统，而不是任何基于六边形的结构。所选的声子系统由方形钢棒的周期性阵列组成，其在宽带频率范围（~0.5 MHz）内划分水中的声波。超声换能器发射声脉冲，该声脉冲在遇到节点之前沿着畴壁传播，声信号从该节点朝向三个出口端口分割。数值模拟清楚地说明了高分辨率的边缘状态，以及证实我们的实验结果。为了实现对能量流的完全控制，需要功率分配和重定向装置。我们的设计提供的可调性，结合拓扑鲁棒性的模式，将导致他们的同化到声学设备。
2020-12-15 cond-mat.mes-hall
Acoustic phonon dynamics in thin-films of the topological insulator Bi2Se3
瞬态反射率的痕迹测量的纳米尺寸的薄膜的拓扑绝缘体Bi 2 Se 3揭示了GHz范围内的振荡驱动的热载流子光激发与超短激光脉冲的1.51 eV的光子能量的弛豫。这些振荡已经被认为是由声学声子动力学引起的，包括以驻波形式的相干纵向声学声子。随着薄膜厚度从40 nm减小到15 nm，振荡频率从~35 GHz增加到~70 GHz，这归因于两种不同模式之间的相互作用，对于厚度大于40 nm的薄膜，采用行波模式;对于厚度小于40 nm的薄膜，采用薄膜体声波谐振器（FBAWR）模式。当Bi_2Se_3膜中的间接界面耦合将FBAWR机制切换到兰姆波激发时，对于厚度低于15 nm的膜，振荡的幅度迅速衰减。相干纵向声学声子的频率范围与Bi 2Se 3的弹性性质很好地一致。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall
Experimental Realization of Acoustic Chern Insulator
拓扑绝缘体是一种新的物质状态，其拓扑相起源于对称性破缺。近年来，时间反演不变的拓扑绝缘体被证明适用于经典波系统，如声学系统，但受到赝自旋间或谷间背散射的限制。这个挑战可以通过打破时间反演对称性来有效地克服。在这里，我们报告了第一个实验实现的声学拓扑绝缘体与非零陈数，即，声学陈氏绝缘体（ACI），通过引入一个角动量偏置谐振器阵列与破洛伦兹互易性。利用高Q因数谐振来降低所需的旋转速度。实验结果表明，具有稳定均匀的准流体流偏置特性的ACI支持声在边界处的单向非互易传输，在拓扑上不受缺陷诱导散射的影响.我们的工作开辟了探索独特的可观察到的拓扑相位和开发实用的非互易声学设备的机会。
2018-01-24 cond-mat.mes-hall
Triple Point Topological Metals
拓扑保护的费米准粒子出现在金属中，其中能带简并发生在费米能级，由能带结构拓扑决定。虽然在某些金属中，这些准粒子是相对论性量子场论中基本费米子粒子的直接类似物，但其他金属可以具有产生准粒子的对称性，这与高能物理学中已知的准粒子有根本的不同。在这里，我们报告了一种新型的拓扑准粒子-三相点费米子-实现在金属与对称晶体结构，主机交叉的三个带附近的费米能级保护的点群对称性。我们发现两种拓扑不同类型的三相点费米子，都不同于任何其他拓扑准粒子报告日期。我们提供了现有的材料，主机的三相点费米子的两种类型的例子，并讨论了各种物理现象与这些准粒子，如拓扑表面费米弧的发生，运输异常和拓扑Lifshitz转换。
2016-06-10 cond-mat.mes-hall
Acoustic Metamaterials with Positive and Negative Couplings: Modular and One Piece Architectures for Topological Models
本文提出两种基于H形谐振器的3D打印声学超材料实现方案，可支持正负耦合以构建拓扑模型，通过参数调控消除失谐、保留粒子-空穴对称性，在SSH和Kitaev链上验证了拓扑态的存在。
2025-11-14 cond-mat.mes-hall
Observation of squeezed Chern insulator in an acoustic fractal lattice
本研究在分形维度声学晶格中提出并实验验证压缩陈绝缘体，发现其拓扑相图较原始Haldane模型压缩约0.54倍，观测到受迁移率隙保护的单向边缘态，为首例声学拓扑分形绝缘体，为声波调控提供新方向。
2022-05-11 cond-mat.mes-hall
Observation of a $p$-orbital higher-order topological insulator phase in puckered lattice acoustic metamaterials
本文利用二维磷烯褶皱晶格声学超材料，结合泵浦–探测实验、紧束缚计算与有限元模拟，证实 p 轨道和褶皱几何诱导的高阶拓扑边缘态与角态。
2024-05-10 cond-mat.mes-hall
Design triple points, nexus points and related topological phases by stacking monolayers
三相点和连结点是两种有趣的拓扑相，在一些三维材料中已经有报道。在这里，我们提出了三相点，连接点和相关的阶段，如拓扑缠结节线，可以通过交替堆叠两种类型的单层。堆叠单层需要两个条件：第一个条件是它们具有三重（C3）旋转对称性和沿C3轴的三个镜面;第二个条件是其中一个单层应该是绝缘的，而另一个应该是金属（或半导体）的，并且在费米能级附近的Γ点处具有双简并带和非简并带。提出了六方氮化硼（HBN）和α/α ^'-硼片（α/α ^'-BS）作为候选材料。即使HBN是一个宽禁带绝缘体，层之间的相互作用导致交叉的非简并和双简并带沿垂直于纳米片的方向，从而形成三重/连结点或相关的阶段。采用紧束缚模型解释了三相点、连结点和其他相关相之间的相变。
2019-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Landau-Zener Transition in Topological Acoustic Pumping
量子化电荷泵是拓扑非平凡系统中特有的绝热现象。这种拓扑抽运不仅为拓扑保护下的态演化提供了基本的理论依据，而且为高维拓扑相的研究提供了重要的途径。在这项工作中，我们展示了拓扑泵浦声波导系统中的拓扑边界态（TBS）的成功泵送的散装对面的边缘。通过探索两个TBS带之间的有限尺寸诱导的微能隙，从理论和实验两方面论证了系统的Landau-Zener跃迁，揭示了系统绝热性破坏的定量条件。我们的研究结果不仅为拓扑声学的未来研究开辟了一条新的途径，而且还建立了非绝热跃迁作为一个新的自由度操纵拓扑状态。
2020-08-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Asymmetric Cherenkov acoustic reverse in topological insulators
在常规材料的光学或声学中已知的切伦科夫辐射的一般现象是在那些材料中分别形成由加速到光速或声速以上的粒子发射的光子或声子的前向锥。在这里，我们建议三维拓扑绝缘体作为一个独特的平台，从根本上探索和实际利用切伦科夫效应的声学方面。我们证明了在三维拓扑绝缘体表面施加面内磁场可以在临界磁场下将前向切伦科夫声抑制到零。在临界场之上，切伦科夫声音获得纯向后性质，其极分布不同于在临界场之下产生的向前分布。这种非对称切伦科夫反转的潜在应用是在低能量电子器件的设计中，例如声学棘轮，或者通常在具有对切伦科夫耗散的方向和幅度的磁场控制的电子电路的低功率设计中。
2014-09-15 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Optical Observation of Coherent Acoustic Dirac Plasmons in Thin-Film Topological Insulators
具有类声线性色散的低能电子集体激发在实验和理论上都得到了广泛的研究。然而，在时域测量中出现的相干声等离子体模式很少观察到由于单粒子连续朗道阻尼。在这里，我们报告的观察相干声学狄拉克等离子体（CADP）模式激发间接（静电）对表面耦合薄膜的拓扑绝缘体Bi 2 Se 3。使用瞬态二次谐波发生，一种能够独立监测膜中的面内和面外电子动力学的技术，观察到GHz范围的振荡，而没有相应的瞬态反射率振荡。这些振荡被分配到由倏逝引导兰姆声波引起的横向磁和横向电引导CADP模式，并且由于相对表面狄拉克状态之间的费米子隧穿而保持朗道无阻尼。
2016-09-29 cond-mat.mes-hall
3D hinge transport in acoustic higher-order topological insulators
拓扑绝缘体中拓扑保护边界态的发现为探索新的输运现象开辟了一条新的途径。边界态对抗无序和杂质的单向性在电子和经典波器件中具有巨大的应用潜力。特别地，对于3D高阶拓扑绝缘体，它可以具有铰链状态，这允许能量沿着铰链通道传输。然而，铰链状态只被观察到沿一个单一的铰链，一个自然的问题出现：铰链状态是否可以同时存在于所有三个独立的方向上的一个样品？在这里，我们从理论上预测和实验上观察到的铰链状态的三个不同方向的高阶拓扑声子晶体，并证明其强大的单向传输从铰链到铰链。因此，成功地实现了三维拓扑铰链输运。这种新颖的声音传输可以作为具有非常规功能的声学器件的基础。
2021-08-05 cond-mat.mes-hall
Observation of dislocation-induced topological modes in a three-dimensional acoustic topological insulator
实空间拓扑晶格缺陷和能带的倒易空间拓扑之间的相互作用可以引起新的现象，例如在三维拓扑绝缘体中束缚于螺旋位错的一维拓扑模式。我们获得了直接的实验观察位错诱导的螺旋模式的声学模拟弱三维拓扑绝缘体。螺旋模的空间分布是通过自旋分辨场映射得到的，并通过紧束缚和有限元计算进行了数值验证。这些一维螺旋通道可以用作三维介质中的鲁棒波导。我们的实验为研究三维经典拓扑材料中拓扑晶格缺陷所能实现的新物理模式和功能铺平了道路。
2021-05-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Su-Schrieffer-Heeger Model Inspired Acoustic Interface States and Edge States
当我们在保持周期系统对称性的情况下连续变形时，如果一个完整的带隙关闭然后重新打开，通常会发生拓扑相变。在凝聚态物理中，一个证明这种拓扑相变的常见模型是Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型。众所周知，两个不同的拓扑阶段出现时，小区内的跳变从小到大，相对于小区间跳变的模型。前一种情况是拓扑平凡的，而后一种情况是拓扑非平凡的。在这里，我们设计了一个1D周期性的声学系统，完全类似于SSH模型。声学系统的单元由两个谐振器和两个连接它们的连接管组成。我们表明，拓扑相变发生在我们的声学模拟，当我们调整的半径的连接管，控制胞间和胞内跳跃。拓扑相变的特征是几何Zak相的突变。实验测量了该声学模拟物的非平凡相和平凡相之间的拓扑界面态，结果与数值结果吻合得很好。此外，我们表明，拓扑非平凡的阶段，我们的声学模拟的SSH模型可以支持边缘状态，在此讨论是缺乏在以前的作品拓扑声学。边缘状态对局部缺陷和扰动是鲁棒的。
2018-10-25 cond-mat.mes-hall physics.class-ph
Topological band structure of surface acoustic waves on a periodically corrugated surface
表面声波（SAW）是位于弹性体表面上的弹性波。从理论上研究了波纹表面SAW的拓扑边缘模式。我们引入了一个在弹性体表面形成三角形格子的三角形。我们把微扰作为一个扰动，并构造本征模上的波纹表面上的叠加那些在波矢量是相互不同的倒易晶格矢量的平面。因此，我们显示出狄拉克锥出现在$K$和$K'$点的分析。此外，通过打破时间反演对称性，我们表明，狄拉克锥打开一个间隙，并为最低带的陈数有一个非零值。这意味着在带隙中存在着SAW的拓扑手征边缘模。
2019-03-29 cond-mat.mes-hall
On the topological character of three-dimensional Nexus triple point degeneracies
最近一类三维能带结构被确定，主机两个折叠线简并满足三重或三相点简并，抵制通常的拓扑特征的孤立点简并在狄拉克/外尔半金属。对于这些所谓的“Nexus”费米子，它位于狄拉克/外尔费米子之外，我们提出了几个概念来描述波函数几何并阐明其拓扑结构。我们的方法是基于我们最近研究的一个二维模拟的Nexus波函数的解析性质的理解。我们用它来写一个同源分类的各种Nexus三相点退化的三维空间。
2020-12-29 cond-mat.mes-hall
Surface Optical and Bulk Acoustic Phonons in the Topological Insulator, Bi2Se2Te
利用超快泵浦-探测光谱研究了拓扑绝缘体材料Bi 2Se 2 Te薄膜的声子动力学。薄膜的时间分辨微分反射率表现出快、慢振荡。我们已经给出了一个仔细的分析，声子频率的变化作为薄膜厚度的函数归因于存在的常设声学模式。然而，没有发现光学声子模式的频率随薄膜厚度的变化。这表明光学声子本质上属于拓扑绝缘体的表面。声学声子可以通过改变薄膜厚度来调谐，这一事实在室温低功率自旋电子器件和拓扑量子计算中具有巨大的潜力。
2015-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of degenerate zero-energy topological states at disclinations in an acoustic lattice
在物质拓扑相的体边界对应的基础上，向错最近被用来捕获经典波动系统中的分数量子化态密度（DoS）。虽然这些分数DoS具有局部化到向错的核心的相关联的状态，但是由于手征对称性的破坏，这些状态不被保护免于解除限制，通常导致甚至在原则上具有有限寿命和次优限制的共振。在这里，我们设计和实验验证声学晶格的一个范例，拓扑状态绑定到向错没有分数DoS，但保留手征对称性。手征对称性的保持将态钉扎在中间带隙处，导致它们受保护的最大限制。在缺陷处的整数DoS导致双重简并状态，由于对称性约束，不间隙。我们的研究提供了一个新的角度在拓扑相位和拓扑缺陷的安全保护之间的相互作用，在经典和量子系统的可能应用。
2021-12-09 cond-mat.mes-hall
Acoustic higher-order topological insulator on a Kagome lattice
高阶拓扑绝缘体（TI）是最近预测的一类服从扩展拓扑体边界对应原理的物质拓扑相。例如，二维（2D）二阶TI不像标准2D TI那样展现无间隙的一维（1D）拓扑边缘状态，而是具有拓扑保护的零维（0D）角状态。到目前为止，高阶TI仅在经典的机械和电磁超材料中表现出量子化的四极极化。在这里，我们实验实现了二阶TI的声学超材料。这是第一个实验实现的一种新型的高阶TI，呼吸Kagome晶格的基础上，具有零四极极化，但非平凡的散装拓扑结构的特点是量化的Wannier中心（WC）。与以前的高阶TI实现，角状态不仅取决于散装拓扑结构，但也对角落的形状，我们的实验表明，它们存在于锐角角的Kagome晶格，但不是在钝角角。这种形状依赖性允许角状态充当拓扑保护但可重构的局部共振。
2018-06-25 cond-mat.mes-hall
Acoustic topological Anderson insulators
最近在拓扑安德森绝缘体上的突破揭示了传统观念的崩溃，即足够强的无序可能会导致拓扑保护输运态的出现，而不是破坏。虽然拓扑Anderson绝缘体已经在各种时间反演对称性破缺系统中被观察到，但受时间反演对称性保护的拓扑Anderson绝缘体的观察仍然很少，这被认为在集成器件等应用中更有前途。在这里，我们报告的拓扑安德森绝缘体在二维双层声子晶体的实验观察。通过引入在位无序，观察到了强的自旋相关边缘态，作为拓扑Anderson绝缘相的证据。此外，通过计算自旋Bott指数来确定系统的拓扑不变量，证实了系统中存在无序诱导的拓扑态.我们的研究结果表明，在集成器件的加工过程中引入的杂质和缺陷可以诱导拓扑输运态的形成，这为集成器件的设计探索了新的途径。
2021-11-12 cond-mat.mes-hall
Physical rendering of synthetic spaces for topological sound transport
合成维度可以在物理空间中呈现，这已经通过光子学和冷原子气体实现，然而，在声学方面几乎没有成功的工作，因为声波波导不能以连续的方式弱耦合。在这里，我们建立的理论原则和第一次制造的声学晶体组成的阵列的声学腔强耦合通过调制通道的证据一维（1D）和二维（2D）的动态拓扑泵浦。特别是，拓扑的边缘bulkedge和角落散装角落运输的物理说明在有限大小的声学结构。我们描绘所产生的二维和四维（4D）量子霍尔效应通过计算第一和第二陈数，并证明对几何缺陷的鲁棒性。合成维数为声学拓扑波的控制提供了一种强有力的方法，为探索四维及更高维的高阶拓扑物质开辟了一个新的平台。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall physics.class-ph
