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《自然•物理》刊登邱春印聲子晶體研究成果 武漢大學(xué)為論文第一署名單位，物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院碩士生溫辛花為第一作者，邱春印為通訊作者，美國(guó)UT Dallas大學(xué)的張帆博士參與合作。該研究受國(guó)家科技部973項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目等基金資助。 眾所周知，在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下，電子可呈現(xiàn)大量有趣的輸運(yùn)效應(yīng)。2010年A.K.Geim等指出，對(duì)石墨烯施加恰當(dāng)?shù)膽?yīng)力場(chǎng)可誘發(fā)有效規(guī)范場(chǎng)、使電子發(fā)生類似于磁場(chǎng)中的動(dòng)力學(xué)行為，這為力學(xué)操控量子輸運(yùn)及探索強(qiáng)場(chǎng)物理開(kāi)啟了新的大門。 最近，邱春印等人在聲子晶體中構(gòu)造、實(shí)現(xiàn)了巨大的空間均勻贗磁場(chǎng)。受益于聲學(xué)宏觀平臺(tái)的可控性，他們直接觀察到了相對(duì)論性聲朗道量子化現(xiàn)象和零能級(jí)子晶格極化效應(yīng)，進(jìn)而展示了聲學(xué)贗磁場(chǎng)誘導(dǎo)的邊界態(tài)——后者尚未在石墨烯等其它二維體系中捕捉到。這些研究結(jié)果為人工均勻贗磁場(chǎng)體系構(gòu)建了一個(gè)完整的框架，也為操控聲波提供了新手段（注：不像電子，聲波自身對(duì)磁場(chǎng)的響應(yīng)幾乎可忽略）。  （a）聲贗磁場(chǎng)的構(gòu)建，（b）聲朗道能級(jí)，（c）邊緣態(tài)的實(shí)驗(yàn)檢測(cè) 和石墨烯體系產(chǎn)生贗磁場(chǎng)的三軸拉伸機(jī)制不同，當(dāng)前工作提出了一種更為簡(jiǎn)便的單軸形變方案，從而避免產(chǎn)生晶格畸變，有利于在大面積范圍實(shí)現(xiàn)均勻贗磁場(chǎng)。如圖（a）所示，樣品為橢圓散射體構(gòu)成的三角晶格聲子晶體，在豎直方向引入線性梯度變化的橢圓形狀因子，即可產(chǎn)生均勻的聲贗磁場(chǎng)。通過(guò)3D打印實(shí)際樣品，對(duì)以上現(xiàn)象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，見(jiàn)圖（b）和（c）。所有實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論預(yù)測(cè)、數(shù)值計(jì)算高度吻合。 該研究的意義在于：提供了一種極其簡(jiǎn)單的聲贗磁場(chǎng)構(gòu)建方案，可推廣到其它經(jīng)典波體系；觀察到了相對(duì)論性聲朗道量子化，其高態(tài)密度可為增強(qiáng)聲輻射提供新機(jī)制；探測(cè)到了均勻贗磁場(chǎng)誘導(dǎo)的邊界態(tài)，充分體現(xiàn)了聲學(xué)體系的特色和優(yōu)點(diǎn)。 近年來(lái)，邱春印在聲子晶體拓?fù)湮镄匝芯糠矫嫒〉弥匾M(jìn)展，以通訊作者身份在頂級(jí)期刊上發(fā)表研究論文多篇，包括：Nature（2018）、Nature Physics（2017；2019）、Phys. Rev. Lett.（2016；2018）。2019年，入選第四批國(guó)家“萬(wàn)人計(jì)劃”青年拔尖人才項(xiàng)目。 原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41567-019-0446-3 |
