华南理工大学教师在Nature Physics发表论文

日期:2017-10-07 15:09:09编辑作者:申博亚洲
10月2日,Nature杂志子刊Nature Physics在线发表题为“Weyl points and Fermi arcs in a chiral phononic crystal”(手性声子晶体中的外尔点与费米弧)的研究论文,作者为李锋、黄学勤、陆久阳、马佳洪、刘正猷。其中,共同第一作者李锋和黄学勤是物理与光电学院2015年引进的青年学者。该论文的第一署名单位为华南理工大学,这也是华南理工大学首次在Nature Physics以第一单位发表论文。

  1929年,德国物理学家外尔(Weyl)预言了Weyl费米子存在的可能性,但在随后的80多年里,物理学家都没能发现Weyl费米子存在的迹象。直到最近,人们才在外尔半金属和光子晶体中分别观察到Weyl费米子所特有的色散关系——外尔点。在外尔点附近,电子或光的行为与Weyl费米子相似,因而是“准粒子”形式的Weyl费米子。

  受此启发,香港科技大学陈子亭教授团队首先从理论上预言了外尔点在声子晶体中的存在。由于声子晶体一般具有宏观尺度,声学外尔点的研究可以把外尔物理从微观拓展到宏观,因而更便于实验观察并可能首先得到应用。尽管声学外尔点在理论上被提出,但是由于实验的挑战性,一直没有被实验证实。

  华南理工大学李锋和黄学勤所在团队经过精心设计,制备了具有手性结构单元的声子晶体,清晰地观测到声学外尔点,以及连接不同手性外尔点的费米弧。

  该研究团队进一步显示了外尔声子晶体中表面态的新颖传输行为。由于受拓扑保护,表面态传播具有单向性。从图二可以看出,表面态可以绕过缺陷,实现无障碍向前传播,验证了外尔点的拓扑特性。外尔声子晶体的实现,有望使拓扑物理在声通信以及声表面波器件等领域得到应用。

  据了解,李锋和黄学勤均为华南理工大学“杰出人才与团队引进计划”引进人才,本次发表的论文受到国家自然科学基金委项目和广东省“珠江人才计划”项目资助。

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