量子谷Berry Phase的拓撲聲子態(tài)在二維六角晶格材料
徐虎課題組發(fā)現(xiàn)具有量子谷Berry Phase的拓撲聲子態(tài)在二維六角晶格材料中普適存在。隨著研究的深入,拓撲材料的分類越來越豐富和多樣化。到目前為止,拓撲材料的研究主要集中在費米子相關(guān)的系統(tǒng)。隨著研究水平的進一步發(fā)展,拓撲的玻色子系統(tǒng)也越來越引起人們的關(guān)注,例如光子晶體、聲子晶體等人工晶體中的拓撲現(xiàn)象等。但是,固體中的THz頻率段的拓撲聲子的研究相對緩慢。理論研究表明,拓撲聲子對研究量子聲子霍爾效應、拓撲聲子熱器件等具有重要作用。因此,在現(xiàn)實材料中尋找拓撲聲子態(tài)是相關(guān)領(lǐng)域亟待解決的問題。 在研究中,徐虎課題組研究人員采用基于密度泛函理論的晶格動力學計算,根據(jù)二階力常數(shù)矩陣構(gòu)造類似于電子系統(tǒng)的緊束縛哈密頓量,從而可以獲得聲子系統(tǒng)的Berry 相和拓撲邊緣態(tài)。在此基礎(chǔ)上,他們結(jié)合高通量計算,發(fā)現(xiàn)具有量子谷Berry相的Dirac聲子態(tài)在二維六角晶格材料中普適存在(圖3a)。研究結(jié)果對進一步研究拓撲聲子態(tài)以及其實際應用具有重要作用。 近兩年,徐虎課題組致力于拓撲材料的理論預測和設(shè)計方面的研究工作,以南方科技大學物理系為第一單位發(fā)表1篇Phys. Rev. Lett.,1篇Nano Lett.和8篇Phys. Rev. (其中5篇為Phys. Rev. B Rapid Communications)。
南方科技大學
2021-04-13