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基于合成维度空间中深亚波长拓扑角态的声彩虹捕获（英文）

Synthesizing topological acoustic rainbow trapping at deep-subwavelength corners

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【作者】廖丹薇；刘翊贤；张志旺；程营；刘晓峻； Johan Christensen；

【Author】 Danwei Liao;Yixian Liu;Zhiwang Zhang;Ying Cheng;Xiaojun Liu;Johan Christensen;Department of Physics, MOE Key Laboratory of Modern Acoustics, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University;State Key Laboratory of Acoustics, Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences;College of Aerospace Engineering, Chongqing University;IMDEA Materials Institute;

【通讯作者】张志旺;程营;刘晓峻;Johan Christensen;

【机构】 Department of Physics, MOE Key Laboratory of Modern Acoustics, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University； State Key Laboratory of Acoustics, Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences； College of Aerospace Engineering, Chongqing University； IMDEA Materials Institute；

【摘要】近年来,拓扑声学相关研究发展迅猛,其理论最初源于凝聚态物理中所发现的拓扑特性.其中,声学高阶拓扑绝缘体支持能量高度局域在拐角处的低维拓扑角态,且本征频率简并.然而,如何打破拓扑角态的多重简并,实现可调控的频率分布并设计新型声学多功能拓扑器件,是亟待解决的关键问题.在该研究中,通过对二维声子晶体中的单元施加平移形变,与真实空间自由度相结合构建四维合成空间.研究发现,随着平移形变自由度的调制,Zak相位连续变化,而合成空间的非零拓扑不变量确保了系统的非平庸拓扑特性,拓扑角态的频率简并被打破.基于此结论,进一步设计了基于合成维度的声学高阶拓扑绝缘体阵列,以实现局域在深亚波长拐角上的双通道声彩虹捕获.实验结果表明,不同通道上声彩虹拓扑角态的本征频率增加方向相反,在空间选择性能量捕获等领域具有潜在的应用前景.更多还原

【关键词】本征频率；亚波长；彩虹；拓扑不变量；拓扑特性；声子晶体；凝聚态物理；简并；绝缘体；自由度；

【基金】 supported by the National Key R&D Program of China (2022YFA1404400 and 2022YFA1404500);the National Natural Science Foundation of China (12074183, 11834008, 12104226, 12225408, and 12227809);the Fundamental Research Funds for the Central Universities (020414380181 and 020414380211);the support from the Funds for Zijin Scholars of Nanjing University;he support from the Spanish Ministry of Science and Innovation through a Consolidación Investigadora grant (CNS2022-135706)

【文献出处】 Science Bulletin ,科学通报(英文版) , 编辑部邮箱 ,2023年16期

【分类号】O469

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