骆全斌 黄学勤 邓伟胤 吴迎† 陆久阳‡ 刘正猷

1)(华南理工大学物理与光电学院,广州 510640)

2)(武汉大学物理科学与技术学院,人工微纳结构教育部重点实验室,武汉 430072)

在弹性板波体系中设计了一种具有第二类狄拉克点的声子晶体板.不同于第一类狄拉克点,第二类狄拉克点附近的色散具有大的倾斜,以致于等频面的几何形状由点状变成交叉的线状.微调结构的几何参数破缺该镜面对称性,可打开第二类狄拉克点简并,实现体系的能带反转.能带反转前后的二维声子晶体板属于不同的能谷拓扑相,不同拓扑相之间存在无带隙的拓扑保护界面态.不仅如此,由于弹性板波界面态的特殊应力分布,单一能谷相声子晶体板的边界上同样支持无带隙的弹性波传输.本文拓展类石墨烯体系中的二维狄拉克点和能谷态到第二类情形中,在同一结构中获得了界面和边界上的弹性波无带隙边缘传输.由于结构设计简单,可在微小尺寸下加工获得,为高频弹性波器件的设计和构造提供了可行的途径.

1 引 言

声子晶体由声介质材料在空间中周期性排列构成,可以调控在其中传播的声波和弹性波,形成类似电子在天然晶体中的能带结构[1].声子晶体的宏观特性使其几何结构和单元间的耦合强度均可精确调控,从而可以人工设计丰富多样的声子晶体能带[2−8].声子晶体借助这一优势,结合凝聚态物理中的拓扑能带理论,产生了一系列重……