人工微结构声/光拓扑材料研究

报告题目：人工微结构声/光拓扑材料研究

报告人：何程教授  南京大学

报告时间：2023年 11月 13 日　下午 15:00-16:00

报告地点：物理科技楼101

报告人简介：2004年南京大学材料科学与工程系获学士学位；04-05年深圳三星视界有限公司研发部；06-11年南京大学现代工程与应用科学学院获博士学位；11-13年美国西北大学机械工程系博士后；13年9月入职南京大学。目前主要从事人工微结构光/声拓扑材料与效应研究，取得进展包括：率先实现空气声量子自旋霍尔效应，并推广至弹性声波体系；提出光/声拓扑绝缘体实现原则，即构建人工自旋1/2与类费米子时间反演对称性；开发了一系列三维声学拓扑材料，制备了三维声拓扑绝缘体。发表论文包括Nat. Phys.、Nat. Mater.、PNAS、NSR、PRL、Nat. Commun.等，多篇入选高被引论文、封面文章、编辑精选。先后主持国家重点研发计划青年项目，自然科学基金青年、面上、优青、重点项目。担任中国晶体学会青委会、声学学会物理声学分会委员，PRL、Nat. Commun.等杂志审稿人。

报告摘要：发掘新颖拓扑物态、调控拓扑相变并对其进行分类和表征是当今凝聚态物理研究的热点问题之一。基于固体物理能带理论的基本概念和方法，近年来兴起的拓扑声/光学研究可通过人工设计对声/光子晶体等微结构材料的能带空间进行裁剪，方便地制备经典波拓扑态，高效地调控声/光场传输或局域，有望在诸多领域获得重大应用。本报告将介绍我们最近在人工微结构声/光拓扑材料方面的研究进展。具体包括：1）基于六角晶格声子晶体双重狄拉克点，利用简并布洛赫态的杂化为纵声波构造人工自旋，操控能带反转实现二维声量子自旋霍尔效应，以及玻色子拓扑绝缘体的构建原则。2）开发了一系列三维声拓扑材料，包括具有声自旋-能谷耦合的马鞍型，半狄拉克型拓扑表面态，三维声拓扑绝缘体，狄拉克半金属的体-棱对应等。3）拓扑声学效应可能的几类应用，如基于拓扑波导临界耦合的高品质因子微腔：能流只进不出的声学黑洞；缠绕型声学拓扑慢波：既慢又宽频带且无背向散射。这些结果有望用于开发具有超高效率和独特功能的下一代拓扑声/光器件。