近日，华南理工大学物理与光电学院人工微结构物理实验室团队在物理学顶级期刊Physical Review Letters上在线发表论文“Hybrid-order topological insulators in a phononic crystal”（声子晶体中的混合阶拓扑绝缘体）。其中，华南理工大学为论文的第一署名单位，物理与光电学院杨雅婷博士生和陆久阳副教授为论文的共同第一作者，黄学勤教授、邓伟胤副教授和武汉大学刘正猷教授为论文的共同通讯作者。

论文网站截图

　　拓扑物态的研究是近年来凝聚态物理和材料科学研究的前沿热点。目前，人们已实现多种拓扑物态，例如：传统的一阶拓扑绝缘体、高阶拓扑绝缘体以及相应的拓扑半金属等。对于某种拓扑物态，通常用某种单一的拓扑不变量去描述其拓扑性质。一个很自然的问题是：能否在同一系统中实现多种不同的拓扑相，特别是不同阶的拓扑相？

　　本工作肯定地回答了该问题。我们在双层声子晶体中实现了一种新型的拓扑绝缘体，即混合阶拓扑绝缘体，其中在单极模式的带隙中存在一维无带隙的螺旋性边缘态，起源于一阶非平庸拓扑；在偶极模式的带隙中存在零维角态，起源于二阶非平庸拓扑。图（a）展示了声子晶体的原胞。相应的体能带如图（b）所示，其中紫色和青色区域分别对应单极模式和偶极模式形成的带隙。我们理论和实验证实了螺旋性边缘态在单极模式的带隙中，如图（c）所示；零维角态存在于偶极模式的带隙中，如图（d）所示。

图：声学混合阶拓扑绝缘体

　　据悉，物理与光电学院人工微结构物理实验室声学团队主要研究经典波中的拓扑物理和新奇的输运行为，已经以华南理工大学为第一单位在Nature Physics、Nature Materials、Nature Communications和Physical Review Letters等期刊上发表了多篇文章。该工作得到国家自然科学基金、国家重大科学研究计划、广东省自然科学基金和广东省创新创业研究团队计划的支持。

附：论文链接

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.156801