《Physical Review B》：拓撲邊界態的非厄米纏繞與編織
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域取得重要成果，相關研究成果以《Non-Hermitian winding and braiding of topological boundary states》為題，發表于物理學領域權威期刊《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。
拓撲邊界態作為拓撲物理的標志性特征，長期以來備受關注。傳統的體-邊對應理論主要描述了體厄米拓撲與邊界的關系，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象能引發諸如非厄米趨膚效應等奇特物理現象，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。
此次研究團隊構建了新型二維非厄米電路，該電路模型巧妙結合了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，Hatano-Nelson模型則為邊界態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勢，通過測量電路導納，成功觀測到拓撲邊界態的非厄米纏繞和編織現象。非厄米纏繞使得拓撲邊界態產生雙向趨膚，即雜化雙向趨膚效應。能帶的編織可以呈現出類似于Hopf link和Solomon link的構型，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，同時為操控角態提供了新機制，有望在未來的電路設計、信號處理等領域得到廣泛應用。
圖1 非厄米電路構建。
圖2 非厄米編織測量。
文章鏈接：https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.111.075123