聲子系統中彈性波與熱輸運的拓撲與非互易現象
摘要：聲子是晶格集體振動模式二次量子化之后的準粒子激元.在聲子的框架下,可以對固體中的力學、彈性波以及熱現象進行統一描述.隨著對固體系統認識的提高,聲子成為補充和替代電子、光子的另一種操控固體器件的重要手段.其中,對聲子體系中彈性波和熱傳導的調控在理論和應用上都具有非常巨大的價值.彈性波作為信息載體具有構建新型芯片元件的潛力,而調控以聲子為能量載體的熱則可以實現能量轉化與器件優化.該領域近些年來發展迅猛,大量聲子熱二極管、彈性和熱學超材料、熱抽運等新奇材料與器件已經被科學家們預測并實現.這些發展進一步得益于"拓撲"與"非互易性"概念在聲子系統器件上的探究和應用.本文綜述了聲子體系中的拓撲和非互易性相關現象,介紹部分最新研究成果并對發展趨勢進行初步展望.主要討論彈性波和熱傳導中的拓撲和非互易性,其中重點回顧了利用含時驅動實現的彈性波與熱流的非互易傳輸現象.這種動態調控手段的可調節性很大,可廣泛應用于各尺度多組分的聲子彈性波與熱輸運體系之中.
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