Second-order topological phases in <i>C</i> <sub>4<i>v</i> </sub>-symmetric photonic crystals beyond the two-dimensional Su-Schrieffer–Heeger model

拓扑(电路) 订单(交换) 光子学 物理 光子晶体 带隙 拓扑序 拓扑绝缘体 单位(环理论) 量子力学 数学 量子 组合数学 财务 经济
作者
Yafeng Chen,Zhihao Lan,Jie Zhu
出处
期刊:Nanophotonics [De Gruyter]
卷期号:11 (7): 1345-1354 被引量:10
标识
DOI:10.1515/nanoph-2021-0762
摘要

Abstract Second-order photonic topological insulators (SPTIs) with topologically protected corner states provide a unique platform for realizing the robust manipulation of light in lower dimensions. Previous SPTIs proposed in C 4 v -symmetric lattices are mainly based on the two-dimensional (2D) Su-Schrieffer–Heeger (SSH) model consisting of an even number of sites in the unit cell. Moreover, second-order topological phases within high-order band gaps are rarely explored. Here, we propose a new principle of SPTIs beyond the 2D SSH model, which is realized in C 4v -symmetric lattices consisting of an odd number of sites in the unit cell. The midgap-gap-ratios of these odd-order band gaps, from the first-order to the nineteenth-order with step of two-order, are maximized by the method of topology optimization. Second-order topological phases are successfully created within these sizeable band gaps and highly localized corner states are observed. Our work offers a new route for exploring high-order topological states in photonics and other classical systems.
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