近日，世界著名物理學(xué)學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）發(fā)表了題為“Valley Topological Phases in Bilayer Sonic Crystals”的研究論文。該論文第一署名單位為華南理工大學(xué)物理與光電學(xué)院，第一作者為我院博士后陸久陽(yáng)，這也是我院博士后利用學(xué)院科研平臺(tái)完成并發(fā)表在國(guó)際頂尖期刊上的首個(gè)重要成果。

論文截圖

能谷自由度標(biāo)記動(dòng)量空間中分立的能量極值，是一種有效的電子操控手段。能谷因其易調(diào)節(jié)性，近來(lái)越來(lái)越多地被引入到經(jīng)典波體系當(dāng)中，在聲子晶體和光子晶體中實(shí)現(xiàn)了一系列的谷極化態(tài)和手征輸運(yùn)現(xiàn)象。此前該院劉正猷團(tuán)隊(duì)的研究表明，聲學(xué)谷態(tài)具有明顯的渦旋特征，其自身的輸運(yùn)類似于自旋霍爾效應(yīng)，具有相反方向渦旋的聲波會(huì)傳播到晶體的兩側(cè)。具有聲學(xué)帶隙的二維聲子晶體具有兩種不同的的聲絕緣相，其界面上存在無(wú)帶隙的聲邊緣態(tài)。這種邊緣態(tài)具備大量的傳統(tǒng)聲波導(dǎo)所沒(méi)有的新穎性質(zhì)，如對(duì)彎折的抗反射傳播。由于人工晶體的宏觀特性，界面上的聲波輸運(yùn)可以被靈活調(diào)控。

圖（a）聲子晶體雙層結(jié)構(gòu)示意圖；（b）雙層聲子晶體的谷拓?fù)湎啵?/p>

（c）雙層聲子晶體中的奇異聲學(xué)傳輸行為，從上至下分別是層極化、層間振蕩、層轉(zhuǎn)化傳輸

最近，研究團(tuán)隊(duì)將單層聲學(xué)谷態(tài)拓展到雙層結(jié)構(gòu)中（圖（a）），利用層間耦合和散射體轉(zhuǎn)角的改變，得到了雙層聲子晶體的谷拓?fù)湎?。類比于電子體中的自旋陳數(shù)，層極化可作為新的贗自旋自由度來(lái)劃分不同的谷拓?fù)湎?，得到豐富的相圖（圖（b））；具有不同谷拓?fù)湎嗟穆曌泳w界面上存在受拓?fù)浔Ｗo(hù)的聲邊緣傳輸，通過(guò)對(duì)不同谷拓?fù)湎嗦曌泳w的組合，可以得到多種奇異聲學(xué)傳輸行為，如層極化、層間振蕩、層轉(zhuǎn)化傳輸?shù)龋▽?shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果示于圖（c））。

據(jù)了解，該研究成果在新型聲學(xué)器件的設(shè)計(jì)上具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

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https://journals./prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.116802