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祝雪丰教授团队在声学高阶杂化拓扑和三维全平朗道能级研究中取得重要进展
发布时间:2026-09-09 浏览:字体大小[ ]

817Physical Review LettersLattice deformation induced higher-order hybrid topology为题,发表我院祝雪丰课题组与武汉大学刘正猷院士课题组在声学高阶杂化拓扑绝缘体方面合作成果。物理学院博士生武朋为论文的第一作者,武汉大学刘正猷院士和邓伟胤教授以及我院祝雪丰教授和彭玉桂副教授为论文的共同通讯作者,华中科技大学物理学院为本论文第一完成单位。


拓扑及其相互作用深刻重塑了我们对基础物理学的理解,并不断催生出新型物理现象。传统上,系统中的单一带隙仅能支持一类拓扑相,从而限制了可观测边界态的范围以及拓扑效应的多样性。近期兴起的混合序拓扑绝缘体研究打破了这一固有认知,证实不同拓扑态能够共存于同一能隙之中,然而,如何进一步拓展至高阶混合拓扑体系,并实现不同高阶拓扑机制的可控融合,仍是当前拓扑物态研究中的重要挑战。

1杂化拓扑相系统的示意图

研究依托晶格形变框架,提出了一种实现高阶杂化拓扑的通用设计方法,构建了可同时承载高阶自旋拓扑绝缘体(HOSTI)与高阶谷拓扑绝缘体(HOVTI)的声学杂化拓扑体系。通过打破六角蜂窝晶格中的T_p和C_2对称性实现了两类高阶拓扑机制的协同调控,并构建了由杂化参数 θ 连续调节的声学高阶杂化拓扑绝缘体。进一步地,通过调节参数 θ,杂化体系能够连续调节 HOSTI 与 HOVTI 两类拓扑机制的相对贡献,实现不同杂化比例的拓扑物态演化。体系可在自旋主导与谷主导高阶拓扑相之间平滑过渡,并伴随角态数量、空间分布及拓扑性质的有序演变。该研究拓宽了高阶拓扑物态的研究范畴,为多种拓扑机制融合提供了新的设计框架,并为可重构声波调控器件的发展提供了新的思路。

2杂化拓扑构建及其能带特性

4月16日,我院祝雪丰教授团队和香港科技大学(广州)吴肖肖助理教授团队以及长安汽车全球研发中心合作,实现了三维声学福克态晶格中的全平带朗道能级,突破传统二维朗道规范与对称规范局限,为三维平带物理、拓扑量子物理与经典波系统交叉研究开辟全新方向。相关成果以“Realization of 3D all-flat bands in acoustic Fock-state lattices”为题发表于《Reports on Progress in Physics》(IF=20.7)上,并作为亮点文章被编辑Lorna Brigham 在Research Highlight进行推荐报导。物理学院博士毕业生(现为长安汽车全球研发中心博士后)向霄、在读博士生武朋为共同第一作者,我院祝雪丰教授、彭玉桂副教授和香港科技大学(广州)吴肖肖助理教授为论文的共同通讯作者。


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