

论文信息:
Pei-Chao Cao, Ying Li, Yu-Gui Peng, Minghong Qi, Wen-Xi Huang, Peng-Qi Li and Xue-Feng Zhu, Diffusive skin effect and topological heat funneling, Communications Physics 4, 230 (2021).
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s42005-021-00731-z
导读
研究背景和创新
总结
本文系统研究了热扩散趋肤效应和拓扑热漏斗。与波动系统的复杂动态调制不同,扩散系统非对称耦合可通过不同密度热超构材料直接接触实现。我们的结果揭示了热扩散体系为研究非厄米物理包括非厄米拓扑物理提供了一种新的平台。这种扩散趋肤效应有望用于热收集,高效热电效应,热传感等方向。

图1. 非对称耦合和热漏斗概念。a波动系统和热扩散系统中场的非对称耦合。与波动系统哈密顿量相比,热扩散系统哈密顿量中的元素均带有虚数i表示热传导过程的耗散特性。b热漏斗概念图。温度场快速聚集于指定位置并达到稳态。

图2. 热漏斗模型。a 多环耦合结构实现拓扑热漏斗,其中红虚线表示界面。b 圆环密度和环间耦合层导热系数分布。c 等效紧束缚模型,其中非对称耦合系数ih0a和ih0/a。

图3. 拓扑相图。黄色区域卷绕数W = 1对应拓扑非平庸态,蓝色区域卷绕数W = 0对应拓扑平庸态。

图4. 热漏斗效应。a,b 对称耦合于非对称耦合下温度场随时间演化。c,d 耦合缺陷(灰色阴影)对温度场演化的影响。相对于对称耦合,非对称耦合诱导的热漏斗效应对耦合缺陷具有较强的鲁棒性。
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