近日，我院聲學團隊與武漢大學劉正猷教授團隊合作，在非厄米拓撲電路領(lǐng)域取得重要成果，相關(guān)研究成果以《Non-Hermitian winding and braiding of topological boundary states》為題，發(fā)表于物理學領(lǐng)域權(quán)威期刊《Physical Review B》。武漢大學博士后浦臻航、我院青年教師吳吉恩和武漢大學博士生陳星宇為共同第一作者，武漢大學鄧偉胤教授、柯滿竹教授和劉正猷教授為共同通訊作者。長沙理工大學為共一作者單位。
拓撲邊界態(tài)作為拓撲物理的標志性特征，長期以來備受關(guān)注。傳統(tǒng)的體-邊對應理論主要描述了體厄米拓撲與邊界的關(guān)系，而近年來非厄米拓撲的興起，極大地拓展了拓撲物理的研究范疇，為操控拓撲邊界態(tài)提供了獨特的策略。在非厄米拓撲體系中，復雜的能帶纏繞和編織現(xiàn)象能引發(fā)諸如非厄米趨膚效應等奇特物理現(xiàn)象，這使得研究非厄米拓撲與厄米拓撲之間的相互作用成為前沿熱點。
此次研究團隊構(gòu)建了新型二維非厄米電路，該電路模型巧妙結(jié)合了Su-Schrieffer-Heeger（SSH）鏈和Hatano-Nelson模型（圖1）。SSH鏈賦予體系厄米拓撲及邊界態(tài)，Hatano-Nelson模型則為邊界態(tài)引入非厄米的纏繞和編織特性。利用電路平臺便于引入非厄米性的優(yōu)勢，通過測量電路導納，成功觀測到拓撲邊界態(tài)的非厄米纏繞和編織現(xiàn)象。非厄米纏繞使得拓撲邊界態(tài)產(chǎn)生雙向趨膚，即雜化雙向趨膚效應。能帶的編織可以呈現(xiàn)出類似于Hopf link和Solomon link的構(gòu)型，它們具有不同的編織度ν（圖2）。該研究工作將加深了人們對厄米與非厄米拓撲相互作用的理解，同時為操控角態(tài)提供了新機制，有望在未來的電路設(shè)計、信號處理等領(lǐng)域得到廣泛應用。
圖1 非厄米電路構(gòu)建。
圖2 非厄米編織測量。
文章鏈接：https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.111.075123
