拓扑声表面波

该工作利用声表面波声子晶体，并采用经典能带折叠的方法，将处于声锥（sound cone）外、位于K点的狄拉克（Dirac）点折叠至Γ点，以形成四重简并的声表面波模式。通过MEMS工艺, 在铌酸锂（LiNbO3）基底上制备具有蜂窝晶格阵列的声学微型谐振腔。通过破缺空间反演对称性，形成声表面波“绝缘体”。在拓扑能带理论的框架下，可分别实现声表面波“普通绝缘体”及“拓扑绝缘体”，两种“绝缘体”具有频率交叠的带隙。本工作展示了首个声表面波体系中的拓扑态；在压电铌酸锂（LiNbO3）单晶衬底上，采用叉指换能器（IDTs）及MEMS工艺所制备的声子晶体，实现了单片集成的的声表面波拓扑传输线。在同样设计理念下，声子晶体及集成器件的尺寸可持续降低，工作频率可提升至数GHz；简单的传输线亦可以进一步拓展至复杂的片上集成器件，实现多种波束操控及信号处理功能。该工作将推进基于经典及量子设计原理的全固态拓扑声学器件，推动拓扑声子学向高频集成器件方向的发展。数据量443.5MB。