进展 | 声学拓扑绝缘体的拓扑声镊和赝自旋态

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在过去的几十年里，人工微结构的研究，包括声子晶体、超材料和超表面，激发了许多有趣的现象。此外，随着凝聚态物理领域的量子霍尔效应(QHE)、量子自旋霍尔效应(QSHE)和谷霍尔效应(VHE)的发展，研究人员对光子晶体、声子、力学和准周期等系统的拓扑序进行了广泛的研究。

承载拓扑边界态的人工声学系统的出现，将声学人工结构的研究推向了一个新的高峰。与传统的人工声学结构不同，声学拓扑绝缘体(ATIs)的非传统声学边界模式使声波在结构中传播具有无后向散射和缺陷免疫的特点，为声学器件的设计和开发提供了一种新的途径和方法。研究人员基于这一特点，设计了多种不同的功能结构，如可编程逻辑开关、定向接收和传输声学天线、慢波控制和延迟线、数学运算、拓扑泵浦、与超表面结合的非对称声传输等。然而，虽然有很多报道声拓扑绝缘体的设计和一些相应的实验测量，但由于设计结构的复杂性和麦克风测量方法的局限性，声拓扑绝缘体的内部声场，特别是独特的边界态，没有直观地验证。

近日，北京大学工学院的裴永茂教授团队利用粒子来快速直观地表征结构内部声场的分布。同时，实验验证了声拓扑绝缘体边界的伪自旋和缺陷免疫特性。在此基础上，该方法可以实现对颗粒和液滴的旋转控制。

相关工作发表在《 Applied Physics Letters》上。并被选为编辑推荐文章。（郑江坡）

文章链接：
doi: 10.1063/5.0091755

来源：两江科技评论微信公众号（ID：imeta-center），作者：九乡河。