具备完美导电通道的手性边界态是磁性拓扑材料的核心特征。
典型代表包括磁场作用下二维量子霍尔材料中的一维手性边缘态,以及三维量子霍尔材料中的二维手性表面态。但这类边界态被局限在固定维度,难以实现跨维度的能量与信息传输。
南京大学陈延峰团队的何程等人制备出一种净磁化强度为零的独特三维光子反铁磁拓扑绝缘体,可在相邻晶面上同时支撑不同维度的铰链态与非配对表面狄拉克锥。
受有限尺寸样品中手性反常的影响,与狄拉克质量符号相反的晶面相邻的无能隙表面狄拉克锥会进一步发生转变,呈现二维平面单向传输特性。
结合一维铰链态,我们在拓扑光子学体系中实验观测到可实现非互易跨维度铰链–表面传输的闭合手性环,与理论提出的三维量子反常霍尔材料中的输运行为高度相似。
本研究丰富了三维磁性拓扑绝缘体的手性边界特性,为探索理想跨维度功能器件提供了全新拓扑思路。
陈延峰,男,汉族,1963年6月出生于云南曲靖市,籍贯四川开江,中国共产党党员,材料物理、无机非金属材料、人工带隙材料专家,南京大学材料科学与工程系教授,固体微结构国家重点实验室主任,杰青、长江,科技部973计划、国家重点研发计划首席科学家,国家自然科学基金委重点项目、重大项目、创新研究群体项目负责人。 陈延峰于1980年—1990年就读于西北工业大学材料科学与工程系铸造专业,先后获得学士(1984)、硕士(1987)、博士(1990)学位;1990年—1993年,南京大学博士后;1993年任南京大学副教授,1997年教授;1995年—2012年任南京大学材料科学与工程系系主任;2012年-2014年任南京大学现代工程与应用科学学院常务副院长;2014年迄今,任南京大学固体微结构物理国家重点实验室/全国重点实验室主任。 陈延峰长期从事声学材料新原理探索、声学超材料及声探测器技术应用研究。在包括Science、Nature及其子刊、Phys. Rev. Lett.、NSR等国内外期刊发表SCI论文300余篇,入选2024年度科睿唯安“全球高被引科学家”名单;获得授权中国专利70余件、美国专利2件,自主研发出系列低频宽带吸隔声学材料与全频段声探测仪器装备;获2012-2013年度中国物理学会“叶企孙物理奖”;2015年国家自然科学二等奖(排名第一)。2019年、2021年,两次进入中国科学院院士增选初步候选人名单(181人、191人名单)。https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeb4171