同济大学《自然·通讯》发文！非厄密物理重大突破！

同济大学在非厄密物理领域取得突破性进展，其研究成果发表于国际顶级期刊《自然·通讯》。研究团队首次通过实验验证了非厄密边界诱导的混合趋肤拓扑效应(HSTE)，并利用合成复数频率激发技术观测到具有复数本征频率的混合趋肤拓扑态。该研究巧妙地利用边界非厄密分布而非全局非厄密系统，实现了HSTE的产生和位置调控，为拓扑激光器及其他功能性非厄密器件的设计提供了新的思路和可能性，有望简化系统设计，并推动相关领域的发展。

混合趋肤拓扑效应(HSTE)是一种兼具拓扑边界态和非厄密趋肤效应的新型物理现象。自2019年理论提出以来，其机制和实验验证一直是研究热点。以往研究通常依赖于周期性非厄密晶格和全局非厄密分布，且复数本征频率给实验观测带来挑战。

针对这些难题，研究人员提出了一种基于非厄密边界诱导HSTE的新机制，并采用合成复数频率激发技术进行了实验验证。该机制的核心在于，HSTE的产生并非完全依赖于系统内部的非厄密特性，而是可以通过调节边界处的非厄密分布来实现混合趋肤拓扑态的产生和位置调控(图1a-1b)。研究团队利用传输线网络成功搭建了该模型(图1c)，并在实验中观测到与数值模拟结果一致的具有复数本征频率的混合趋肤拓扑态(图1d)。

a. 非厄密边界诱导的混合趋肤拓扑效应；b. 混合趋肤拓扑态；c. 实验装置；d. 混合趋肤拓扑态的实验测量与模拟结果对比

这项研究首次直接观测到非厄密边界诱导的混合趋肤拓扑态，为拓扑激光器等应用提供了新的思路，并有望简化系统设计。混合趋肤拓扑态位置的可调性也为功能性非厄密器件（如位置传感器和波形整形器）的设计提供了新的可能性。

该研究成果已于2024年12月发表在《自然·通讯》(Nature Communications)期刊上。同济大学姜天舒教授、2024级博士生张晨宇和香港科技大学研究助理教授张若洋为论文共同第一作者；同济大学程鑫彬教授、姜天舒教授和香港科技大学陈子亭教授为共同通讯作者。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-55218-6

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