Bulk elastic waves with unidirectional backscattering-immune topological states in a time-dependent superlattice

超晶格 物理 拓扑绝缘体 凝聚态物理 散射 超材料 拓扑(电路) 光学 数学 组合数学
作者
N. Swinteck,Sadashige Matsuo,Keith Runge,J. O. Vasseur,Pierre Lucas,Pierre A. Deymier
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:118 (6) 被引量:126
标识
DOI:10.1063/1.4928619
摘要

Recent progress in electronic and electromagnetic topological insulators has led to the demonstration of one way propagation of electron and photon edge states and the possibility of immunity to backscattering by edge defects. Unfortunately, such topologically protected propagation of waves in the bulk of a material has not been observed. We show, in the case of sound/elastic waves, that bulk waves with unidirectional backscattering-immune topological states can be observed in a time-dependent elastic superlattice. The superlattice is realized via spatial and temporal modulation of the stiffness of an elastic material. Bulk elastic waves in this superlattice are supported by a manifold in momentum space with the topology of a single twist Möbius strip. Our results demonstrate the possibility of attaining one way transport and immunity to scattering of bulk elastic waves.
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