撰文：邓伟胤，黄学勤，陆久阳
导读
近日，刘正猷、黄学勤、邓伟胤、陆久阳研究团队在三维声子晶体中观察到了理想二类Weyl点，其中四个二类Weyl点受镜面和时间反演对称性关联而处于相同的频率，同时证实了从Weyl半金属到两种不同类型的谷拓扑绝缘体的拓扑相变。费米弧表面态存在于Weyl相的表面，费米环表面态也存在，但在两个不同的谷相的界面上。此外，实验观测了费米环表面态的反常分流输运。该研究成果以“Ideal type-II Weyl phase and topological transition in phononic crystals”为题在线发表在《Physical Review Letters》。华南理工大学黄学勤教授为论文的第一作者，邓伟胤副教授、陆久阳副教授和武汉大学刘正猷教授为论文的共同通讯作者。
Weyl点有两种类型：一类Weyl点具有点状费米面，而二类Weyl点具有强烈倾斜的圆锥色散并具有锥形费米面。这个特点使二类Weyl半金属具有许多独特的性质，包括各向异性的手征反常和反手性Landau能级。一类和二类的Weyl点都已经在凝聚态系统和人工周期性结构中实现，包括光子晶体和声子晶体。然而，这些Weyl点的通常不处于相同的频率，因此严重限制了Weyl物理的进一步探索。为了克服这个困难，近来科学家提出了理想Weyl点的概念，它们通过对称性关联而处于相同的频率。尽管已经在光子晶体中实现了理想的一类Weyl点，但理想的二类Weyl相仍然未被实现。此外，由所有三个Pauli矩阵描述的Weyl点对微扰都是稳定的，因此对Weyl半金属的拓扑相变的研究较少。
在这项工作中，研究人员实现了一个三维的Weyl声子晶体，其动量空间拥有四个理想的二类Weyl点，它们受到镜面和时间反演对称性的保护，费米弧表面态存在于Weyl相的表面。同时，研究人员通过旋转该声子晶体上的三角柱子，实现了从Weyl半金属到两种不同类型的谷拓扑绝缘体的相变，在两个不同的谷相的界面上发现了费米环表面态，其色散的等频线是闭合的，并进一步实验观测了费米环表面态的反常分流输运。
该项工作得到国家重大科学研究计划（2018YFA0305800）、国家自然科学基金、广东省珠江人才计划项目、广东省杰出青年基金、中央高校基本科研基金项目的支持。
文章链接
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.206802
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