Совместная работа профессора Вэйин Дэна из Южно-Китайского технологического университета, профессора Фэн Ли из Пекинского технологического института и профессора Чжэнью Лю из Уханьского университета недавно была опубликована в Интернете в National Science Review . Растет интерес к упругим волнам, управляемым топологическими краевыми модами, которые имеют беспрецедентные преимущества, такие как меньшее рассеивание энергии, более высокая гибкость и однонаправленная передача.

Однако вопрос о том, может ли эластичный метаматериал с симметрией обращения времени и единственной топологической фазой поддерживать топологические краевые моды на своей собственной границе, остается открытым. Используя свойство полновекторности упругих волн , синтетические спин-орбитальные связи были индуцированы в двухслойном эластичном метаматериале и, таким образом, привели к нетривиальной топологической запрещенной зоне.

Исследователи изготовили этот эластичный топологический изолятор с использованием метода трехмерной печати металлом, а затем экспериментально продемонстрировали существование и устойчивость к обратному рассеянию топологических краевых состояний. Наконец, гетероструктура метаматериала, демонстрирующая настраиваемый краевой транспорт, была показана путем настройки высоты устройства.

Результаты могут найти потенциальное применение в разветвителях и переключателях упругих волн, а также позволят построить монолитную эластичную сеть. Укладывая структуру слой за слоем, эту систему можно расширить до трех измерений с помощью интригующих топологических переносов, таких как устойчивые поверхностные состояния и шарнирные состояния более высокого порядка.