近日，我院声学团队与武汉大学刘正猷教授团队合作，在非厄米拓扑声学领域取得重要成果，相关研究成果以《Hybrid-Order Skin Effect from Loss-Induced Nonreciprocity》为题，发表于物理学领域顶级期刊《Physical Review Letters》（《物理评论快报》）。我院声学团队青年教师吴吉恩博士为第一作者，武汉大学邓伟胤教授、陆久阳教授、刘正猷教授为共同通讯作者。论文第一单位为304am永利集团，这是永利官网首次以第一单位在《物理评论快报》上发表论文。

非厄米系统的拓扑物理研究是当前国际前沿热点，其中非厄米趋肤效应是其核心现象之一。布洛赫体态的一阶趋肤效应与高阶趋肤效应已经被很多研究工作证实。然而，在单一系统中能否同时实现一阶和高阶趋肤效应，即混合阶趋肤效应，是该领域有待解决的科学问题。此外，非厄米趋肤效应通常需要系统具备非互易的耦合。该耦合在声学系统中往往需要用有源器件（如放大器、喇叭等）才能实现。有源器件的引入会使得结构更为复杂，并且很容易造成系统的不稳定。因此，探索更可行的非互易耦合实现方式意义重大。

团队提出通过层间赝自旋自由度与损耗实现非互易耦合，避免了传统有源器件的结构复杂性与不稳定性。该方案可推广至光子、电子等其它经典系统，具有广泛适用性。图1（a）展示了声子晶体中观测到的声波非互易传输。将这种非互易耦合推广到二维结构，为实现混合阶趋肤效应创造了条件。研究人员发现，在二维非互易系统中，同时存在一阶趋肤效应（边界趋肤）和二阶趋肤效应（角趋肤），即混合阶趋肤效应。该混合阶趋肤效应的拓扑起源，是系统具有各向异性的方向能谱绕数。最后，研究人员在声子晶体中证实了混合阶趋肤效应的存在（图1（b）-（e））。混合阶趋肤效应的发现，不仅丰富了非厄米拓扑物理，还为新型多功能非厄米器件的设计提供了新思路。

   

图1. （a）损耗诱导的非互易传输观测。（b）正方形声子晶体样品。（c）正方形声子晶体中的角趋肤观测。（d）菱形声子晶体样品。（e）菱形声子晶体中的边界趋肤观测。

文章链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.134.176601