Higher-Order Topological Spin Hall Effect of Sound
Higher-Order Topological Spin Hall Effect of Sound
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声音的高阶拓扑自旋霍尔效应
DOI：
10.1088/0256-307x/37/7/074302
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发表时间：
2020-05
影响因子：
3.5
通讯作者：
Jiang Jian-Hua
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lin Zhi-Kang;Wu Shi-Qiao;Wang Hai-Xiao;Jiang Jian-Hua
我们从理论上提出了一种可重构的二维六角声子晶体，其高阶拓扑结构受到六重旋转对称性的保护。通过旋转每个单胞中的三角形散射体可以控制声学带隙和能带拓扑。在非平凡相，声波晶体实现了拓扑自旋霍尔效应在一个更高的顺序的方式：（i）出现在体带隙的边缘状态表现出部分自旋-动量锁定，并由于在边缘减少的空间对称性是带隙的。(ii)另一方面，带隙的边缘态稳定了边缘带隙中出现的拓扑角态。部分自旋-动量锁定表现为远离时间反演不变动量的边缘态的赝自旋极化，其中赝自旋由声学轨道角动量模拟。我们揭示了潜在的拓扑机制，使用角拓扑指数的基础上对称表示的声学布洛赫带。
We propose theoretically a reconfigurable two-dimensional (2D) hexagonal sonic crystal with higher-order topology protected by the six-fold, $C_6$, rotation symmetry. The acoustic band gap and band topology can be controlled by rotating the triangular scatterers in each unit-cell. In the nontrivial phase, the sonic crystal realizes the topological spin Hall effect in a higher-order fashion: (i) The edge states emerging in the bulk band gap exhibits partial spin-momentum locking and are gapped due to the reduced spatial symmetry at the edges. (ii) The gapped edge states, on the other hand, stabilize the topological corner states emerging in the edge band gap. The partial spin-momentum locking is manifested as pseudo-spin-polarization of edge states away from the time-reversal invariant momenta, where the pseudospin is emulated by the acoustic orbital angular momentum. We reveal the underlying topological mechanism using a corner topological index based on the symmetry representation of the acoustic Bloch bands.
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Zhan Xiong;Zhi-Kang Lin;Hai-Xiao Wang;Xiujuan Zhang;Ming-Hui Lu;Yan-Feng Chen;Jian‐Hua Jiang