不可约布里渊区定义，布里渊区定义区间

单层和双层弹性超材料的体分散体。a和b，单层弹性超材料的晶胞和体分散。二次简并保留在M点。插图显示了第一个布里渊区。c和d，双层弹性超材料的晶胞和体分散。手性层间耦合由四个倾斜的柱引入，其打开拓扑非平凡带隙（d中的灰色区域）。在b和d中，颜色图表示面外位移的比例，黑色实线表示有效哈密顿量的拟合数据。插图：非阿贝尔威尔逊循环。图片来源：中国科学出版社

华南理工大学邓伟英教授、北京理工大学李峰教授和武汉大学刘正友教授之间的合作最近在线发表在《国家科学评论》上。人们对由拓扑边缘模式操纵的弹性波越来越感兴趣，它具有无与伦比的优势，例如更低的耗散、更高的灵活性和单向传输。

然而，具有时间反转对称性和单拓扑相的弹性超材料能否在其自身边界上支持拓扑边缘模式仍然是一个悬而未决的问题。利用弹性波的全矢量特性，在双层弹性超材料中诱导合成自旋-轨道耦合，从而产生非平凡拓扑带隙。

研究人员使用3D金属打印方法制备了这种弹性拓扑绝缘体，并进一步通过实验证明了拓扑边缘状态的存在和背散射抗扰度。最后，通过调整器件的高度，展示了表现出可调边传输的超材料的异质结构。

研究结果可能在弹性波的分路器和开关中找到潜在的应用，并能够构建单片弹性网络。通过逐层堆叠结构，该系统可以通过有趣的拓扑传输扩展到三维，例如鲁棒表面状态和高阶铰链状态。

在存在矩形缺陷的情况下弹性边缘状态的鲁棒传递。a，沿自由边界具有矩形缺陷的弹性超材料样品的照片。b，缺陷路径（红点）与直线路径（黑点）的测量透射率。灰色区域表示体带隙。c和d，分别在26.75 kHz处测量和模拟场分布。绿色星星表示来源。图片来源：中国科学出版社

更多信息：吴颖等，全矢量弹性波的拓扑材料，《国家科学评论》（2022）.DOI： 10.1093/nsr/nwac203

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