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    我国科学家在声子晶体中实现声波的谷拓扑输运

    日期 2017-01-18   来源:工程与材料科学部   作者:陈克新 苗鸿雁  【 】   【打印】   【关闭

      在国家自然科学基金项目(项目编号:50425206,11374233)的资助下,武汉大学刘正猷教授、邱春印副教授研究团队在声子晶体中实现了声波的谷拓扑输运。该研究拓宽了现有的声拓扑材料,在声波调控、通讯等方面具有应用前景。该研究成果以“Observation of topological valley transport of sound in sonic crystals”(声子晶体中声波的拓扑谷输运)为题于2016年12月26日在线发表在Nature Physics上。论文链接:http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3999.html。

      2016年2月,该团队的一项研究表明,一些声子晶体中存在一种“谷态”自由度,调节它可以实现新的声波操控方式。形象地讲,“谷态”声场就像是一个个声涡旋组成的阵列,调节声场的传播方向,人们可以控制涡旋的旋转取向。这项工作以“编辑推荐”的形式发表在Phys. Rev. Lett.上,并被Nature Physics作为亮点报道。

      最近,该团队发表在Nature Physics上的研究论文进一步指出,携带谷涡旋态的声子晶体可以进一步分类,它们由“谷态”的涡旋取向、涡旋中心位置共同确定。在不同类型的声子晶体之间的界面上,无论其形状如何弯曲复杂,声波在其中可以无障碍地“行走”,就好比行使在单向车道上一样。基于该现象,可望设计出新功能声学器件。

     

    图 声波在弯曲通道内无障碍地传播




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