Photonic topological insulators

拓扑绝缘体 光子学 超材料 光子超材料 不变(物理) 光子晶体 带隙 GSM演进的增强数据速率 物理 拓扑(电路) 理论物理学 凝聚态物理 光电子学 量子力学 计算机科学 工程类 电信 电气工程
作者
Alexander B. Khanikaev,S. Hossein Mousavi,Wang-Kong Tse,Mehdi Kargarian,A. H. MacDonald,Gennady Shvets
出处
期刊:Nature Materials [Springer Nature]
卷期号:12 (3): 233-239 被引量:1853
标识
DOI:10.1038/nmat3520
摘要

Recent progress in understanding the topological properties of condensed matter has led to the discovery of time-reversal-invariant topological insulators. A remarkable and useful property of these materials is that they support unidirectional spin-polarized propagation at their surfaces. Unfortunately topological insulators are rare among solid-state materials. Using suitably designed electromagnetic media (metamaterials) we theoretically demonstrate a photonic analogue of a topological insulator. We show that metacrystals—superlattices of metamaterials with judiciously designed properties—provide a platform for designing topologically non-trivial photonic states, similar to those that have been identified for condensed-matter topological insulators. The interfaces of the metacrystals support helical edge states that exhibit spin-polarized one-way propagation of photons, robust against disorder. Our results demonstrate the possibility of attaining one-way photon transport without application of external magnetic fields or breaking of time-reversal symmetry. Such spin-polarized one-way transport enables exotic spin-cloaked photon sources that do not obscure each other. Non-trivial topological phases can allow for one-way spin-polarized transport along the interfaces of topological insulators but they are relatively uncommon in the condensed state of matter. By arranging judiciously designed metamaterials into two-dimensional superlattices, a photonic topological insulator has now been demonstrated theoretically, enabling unidirectional spin-polarized photon propagation without the application of external magnetic fields or breaking of time-reversal symmetry.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Hello应助风-FBDD采纳,获得10
1秒前
南星完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
juliar完成签到 ,获得积分10
4秒前
彧辰完成签到 ,获得积分10
4秒前
wangeil007完成签到,获得积分10
5秒前
渡劫完成签到,获得积分10
7秒前
11秒前
鱼儿乐园完成签到 ,获得积分10
11秒前
小昊完成签到 ,获得积分10
13秒前
小杨弟弟完成签到 ,获得积分10
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
17秒前
木可可可完成签到 ,获得积分10
17秒前
金翎完成签到 ,获得积分10
17秒前
丫头完成签到 ,获得积分10
19秒前
李木子完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
Zengyuan完成签到,获得积分10
22秒前
风-FBDD发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
iusehook完成签到,获得积分10
25秒前
无奈白竹完成签到,获得积分10
26秒前
rita完成签到 ,获得积分10
29秒前
阿斯蒂芬完成签到,获得积分10
29秒前
笨笨的诗槐完成签到 ,获得积分10
30秒前
风-FBDD完成签到,获得积分10
32秒前
WEIWEI完成签到 ,获得积分10
32秒前
福娃哇完成签到 ,获得积分10
32秒前
田乐天完成签到 ,获得积分10
34秒前
Guochunbao完成签到,获得积分10
35秒前
美丽人生完成签到 ,获得积分10
36秒前
圣泽同学完成签到,获得积分10
37秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
40秒前
linlinlin完成签到,获得积分10
41秒前
个性的雪旋完成签到 ,获得积分10
42秒前
Skyllne完成签到 ,获得积分10
42秒前
clare完成签到 ,获得积分10
43秒前
务实的一斩完成签到 ,获得积分10
44秒前
Daisy留下了新的社区评论
46秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
48秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5733075
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5345500
关于积分的说明 15322986
捐赠科研通 4878231
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2621137
邀请新用户注册赠送积分活动 1570258
关于科研通互助平台的介绍 1527111