我课题组与肖孟团队合作实现扭转晶格中拓扑简并点的产生、合并与链接


近年来,扭转角作为一种新的自由度,在各种莫尔物理系统中起着越来越重要的作用。然而,学界普遍关注扭转引起的平带及相关效应,对于扭转系统中拓扑简并的非平凡物理性质,目前还缺乏报道。近日,南京大学刘辉团队与武汉大学肖孟团队合作,探索了扭转与拓扑简并之间的内在物理联系。众所周知,拓扑简并通常受到对称性的保护。然而,研究团队观察到一个相反的机制:扭转不仅打破了系统的对称性,而且还引入了在对称系统下不存在的拓扑简并点,且这种简并点可被扭转角灵活调控。这一研究成果以“Topological degeneracy induced by twisting”为题,于2025年3月11日发表于Physical Review Letters期刊 [Phys. Rev. Lett. 134, 106601 (2025)],并被选为编辑推荐。


研究团队展示了一种使用扭转角打破对称性来诱导构建拓扑简并点的物理机制,并在实验上证实了简并点的存在。此外,将扭转角作为一个新的合成维度,在此角度-动量合成维度中可观察到拓扑节线与拓扑链接,因此此类扭转结构在研究高维合成维度空间中拓扑物理也具有一定的研究价值。此外,简并点处的等频率线显示此类结构具有新颖的双折射表面模式,在片上集成偏振调控与复用等方面有着潜在的应用价值。


南京大学物理学院博士生彭韩、物理学院副教授王强为论文共同第一作者,南京大学物理学院刘辉教授、王强副教授和武汉大学肖孟教授为共同通讯作者,本工作在祝世宁教授的悉心指导下完成。上述研究工作得到了固体微结构物理全国重点实验室、南京微结构协同创新中心的支持,得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划、江苏省基础研究计划自然科学基金等项目的资助。


论文链接:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.106601