郑立洋副教授课题组在声波物理的研究中取得多项新成果

       我院郑立洋副教授课题组近期在拓展SSH模型，颗粒声子晶体等研究领域取得了一系列进展，其研究成果相继发表在《Physical Review Applied》、《Applied Physics Letters》、《New Journal of Physics》国际知名杂志。

成果1：SSH3模型的等谱约化与体-边对应关系

       SSH3模型以其独特的体-边对应关系和鲁棒的边界态，在声子、光子及原子系统中的应用前景广阔。然而，导致SSH3中拓扑态出现的关键对称性目前尚未明确。本研究提出了一种等谱约化（Isospectral Reduction）方法，将SSH3晶格映射为简化的双节点模型，揭示了隐藏的反演对称性，并建立了清晰的体-边对应关系。我们的研究为探索超越十重分类拓扑绝缘体的拓扑性质提供了新的思路，同时为实际应用提供了新的方向，包括纠缠态传输、可控拓扑边界态和增强泵浦等。

       相关工作以“Isospectral reduction of the trimer Su-Schrieffer-Heeger lattice and its bulk-edge correspondence”发表在了Physical Review Applied（IF=3.901，中科院2区）。我院郭千豪硕士为该工作的第一作者，郑立洋副教授为本文的通讯作者。

成果2：在声学波导管中观测手性边界态对

       近年来，扩展SSH模型因其丰富的拓扑现象成为研究热点。三聚体SSH模型通过三节点结构引入点手性对称性，为可控纠缠态传输、旋转调控边界态等新型功能器件设计提供了理论框架。然而，声学体系中SSH3模型的潜对称性诱导拓扑效应尚未充分揭示。本工作通过构建声学三聚体超波导，在镜面对称约束下首次实现潜对称性诱导的隐藏手性对称性。实验观测到两对具有非零绕数的手性边缘态，其鲁棒性经无序扰动验证（模式纯度>90%）。区别于传统直线构型，采用波浪形超波导设计在保持SSH3拓扑特性的同时，将器件尺寸压缩40%，为基于锯齿阵列的紧凑型拓扑声学器件（如抗干扰声路由）提供了新方案。该成果不仅揭示了非完全对称体系中拓扑相变的新机制，更为光子晶体、等离子体等波动物理系统的拓扑调控提供了普适性方法。

       相关工作以“Observation of chiral edge state pairs in an acoustic trimer waveguide”发表在了Applied Physics Letters（IF=3.245，中科院2区）。我院郭千豪硕士为该工作的第一作者，郑立洋副教授为本文的通讯作者。

成果3：纳米颗粒链力学类比中的亚波长拓扑边界态

       近年来，具有亚波长拓扑态的介电纳米颗粒链的出现为光操控开辟了前所未有的新途径。在此，我们展示了一种锯齿形纳米颗粒链的力学类比，该结构支持以极低频率（接近零频率）形式存在的振动和旋转局域化，表现为亚波长拓扑边缘态。我们详细阐述了分析方法，以全面研究近零频率范围内的动力学特性。由于旋转耦合较弱，我们发现运动可以有效地限制在链的边界上。有趣的是，振动与旋转的耦合特性使得颗粒链能够表现出奇异的近零频率波：链内部存在扩展的旋转运动，而振动则局域在边界上。我们进一步表征了弹性波在链中的传播特性，并展示了边界上拓扑边界态的独特特征。我们的研究为利用颗粒介质在极低频率下实现振动控制技术提供了新的可能性。

       相关工作以“Subwavelength topological edge states in a mechanical analogy of nanoparticle chain”发表在了New Journal of Physics（中科院2区）。我院张阳博士为该工作的第一作者，郑立洋副教授为本文的通讯作者。

• 研究团队简介     

       郑立洋老师为我院2021年引进的青年骨干人才，入选国家高层次人才，其组建的声波物理课题组目前有硕博研究生5人。团队目前主要聚焦于（1）声波物理与人工调控（2）新颖波传播现象与效应（3）颗粒声子晶体与声学超材料。欢迎感兴趣老师和同学与研究团队交流，联系方式：zhengly27@mail.sysu.edu.cn。