姚裕贵教授团队李锋教授与苏州大学蒋建华教授在硅片上的高阶拓扑微机械超材料方面取得重要进展

2021年06月25日

高阶拓扑超材料具有多个维度拓扑态, 拓宽了人们对经典波体系体边对应的理解. 当前, 微机械系统在众多领域具有广泛应用, 如声表面波器件、陀螺传感器、微镜整列等. 声表面波器件在手机等通讯系统中不可或缺, 但它的性能主要受基底材料和插齿电极构型限制. 为了增强声表面波等微机械系统的性能, 需要制备具有高频率、高品质因数的高阶拓扑微机械系统. 然而目前高阶拓扑机械系统仍局限于大尺度和低频. 本文基于硅片材料实现了弹性波高阶拓扑绝缘体, 首先通过调节角度实现能带反转并得到高阶拓扑带隙, 接着通过微加工制备了具有一阶拓扑边缘态和零阶拓扑角态的硅片器件. 高阶拓扑微机械超材料的实现, 为拓扑弹性波超材料在声表面波器件中的应用提供了新的途径.

图1. 硅基硅片上的高阶拓扑微机械器件照片（a）扫描电镜照片（b）角态（c）和体态（d）