徐虎课题组发现具有量子谷Berry Phase的拓扑声子态在二维六角晶格材料中普适存在。随着研究的深入,拓扑材料的分类越来越丰富和多样化。到目前为止,拓扑材料的研究主要集中在费米子相关的系统。随着研究水平的进一步发展,拓扑的玻色子系统也越来越引起人们的关注,例如光子晶体、声子晶体等人工晶体中的拓扑现象等。但是,固体中的THz频率段的拓扑声子的研究相对缓慢。理论研究表明,拓扑声子对研究量子声子霍尔效应、拓扑声子热器件等具有重要作用。因此,在现实材料中寻找拓扑声子态是相关领域亟待解决的问题。
在研究中,徐虎课题组研究人员采用基于密度泛函理论的晶格动力学计算,根据二阶力常数矩阵构造类似于电子系统的紧束缚哈密顿量,从而可以获得声子系统的Berry 相和拓扑边缘态。在此基础上,他们结合高通量计算,发现具有量子谷Berry相的Dirac声子态在二维六角晶格材料中普适存在(图3a)。研究结果对进一步研究拓扑声子态以及其实际应用具有重要作用。
近两年,徐虎课题组致力于拓扑材料的理论预测和设计方面的研究工作,以南方科技大学物理系为第一单位发表1篇Phys. Rev. Lett.,1篇Nano Lett.和8篇Phys. Rev. (其中5篇为Phys. Rev. B Rapid Communications)。
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