1、环状声学超材料中位错非厄米趋肤效应的观察
2、铪族二硫化物中的超局域太赫兹声子极化子
3、二维Kagome晶格中电子手性诱导的手性声子产生
4、非互易驱动耗散凝聚体中的相变
5、层间滑动诱导双层石墨烯中的拓扑谷输运
6、非互易热Fizeau拖曳辐射在非对称极点周围的分布
7、可重构结构：借助局部双稳态超材料重编程全局双稳态
非厄米系统因其在开放环境中的能量增益与损耗特性，近年来已成为拓扑物理研究的前沿领域。传统的体边对应和体缺陷对应原则在厄米系统中成功建立了体态拓扑与边界或缺陷局域态之间的深刻联系，然而这些原则在非厄米系统中面临严峻挑战，原因在于非厄米系统的本征谱和本征态对边界条件极为敏感。非厄米趋肤效应的发现重新构建了体边对应的理论框架，该效应表现为大量体态在开放边界处局域化。近年来，研究者进一步将缺陷引入非厄米系统，提出了由拓扑缺陷诱导的新型非厄米趋肤效应，极大地拓展了非厄米物理的研究范畴。特别是位错非厄米趋肤效应，作为二维非厄米系统中由位错缺陷引起的一种新颖现象，不仅揭示了非厄米拓扑与晶体缺陷之间的内在联系，还为探索非厄米拓扑物态提供了新的视角。
近日，武汉大学邱春印教授、张起成副研究员研究团队首次实验观测到位错非厄米趋肤效应，通过设计一种具有环状构型和非互易耦合的声学超材料，成功实现了两个伯格斯矢量相反的位错缺陷。在该结构中，声能密度在一个位错核附近显著积累，而在另一位错核处异常耗散，表现出独特的“趋肤效应”与“反趋肤效应”。这一现象与以往在边界处观察到的非厄米趋肤效应有本质区别，其根源可追溯至非厄米系统的点能隙拓扑与实空间缺陷的相互作用。该研究不仅通过耦合模理论数值模拟与实验测量结果高度吻合，还进一步提出一种拓扑指标以区分位错诱导与边界诱导的非厄米趋肤行为。该发现深化了对非厄米拓扑与缺陷物理之间关系的理解，并为声能操控和非互易声学器件（如拓扑声真空泵）的设计提供了新思路。该研究成果发表于《Advanced Materials》。（刘梦洋）
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在纳米光子学的前沿研究中，一个长期的目标就是如何在远低于衍射极限的尺度上有效约束电磁能量。这样的深度限域不仅能显著增强光与物质之间的相互作用，还能为发展超高分辨率成像、纳米尺度光谱学以及片上光子电路提供全新可能。传统上，研究者尝试通过微腔共振、原子层级薄膜材料等手段来压缩光场体积，从而实现强光场与物质的耦合。然而，这类方法往往受制于较大的能量损耗，难以兼顾强约束与长传播距离。极化激元（polaritons）——光与物质的杂化准粒子——为解决这一难题提供了新思路。尤其是声子极化激元（phonon polaritons, PhPs），因其低损耗特性和可在中红外至太赫兹频段形成强耦合，被视为突破衍射极限光场操控的关键。近年来，诸如hBN、α-MoO₃等各向异性范德华晶体，凭借天然的双折射效应和大LO-TO声子能量分裂，展现出极高的光场限域能力。但这些材料多集中于中红外波段，在太赫兹区间仍鲜有突破。太赫兹频段由于波长长，传统光学受限明显，但其在生物分子指纹识别、医学诊断、强场物理以及新型热管理等领域拥有重要潜在应用。因此，探索能在太赫兹波段实现超强光场限域的新型声子极化激元材料，成为该领域的关键科学问题。
近日，美国范德堡大学Joshua D. Caldwell教授团队与德国马普学会弗里茨·哈伯研究所Alexander Paarmann研究员团队合作，首次在铪基二硫族化合物（hafnium dichalcogenides, HfS₂与HfSe₂）中观测到超强限域的太赫兹声子极化激元，其光场压缩因子可超过自由空间波长的1/250。研究表明，由于铪原子异常大的有效电荷及较低的光学声子频率，HfS₂和HfSe₂在太赫兹区间展现出远高于传统材料的光-物质耦合强度，从而使得极化激元能够在数十纳米厚的薄片中传播，并保持极端限域特性。研究团队利用自由电子激光结合散射型近场光学显微镜（s-SNOM），直接在实空间成像了这些超限域模态，并首次实现了基于HfSe₂的太赫兹超透镜（hyperlensing），能够对尺寸仅为自由空间波长1/60的纳米物体进行成像。这一成果不仅丰富了极化激元材料库，更强调了光-物质耦合强度在决定极化激元限域能力中的核心作用。该工作为未来太赫兹波段的纳米光子学器件设计奠定了基础，有望推动高分辨成像、片上太赫兹电路、以及生物医学传感等前沿应用的发展。相关内容发表于《Nature Materials》上。（张琰炯）
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https://doi.org/10.1038/s41563-025-02345-0
3、二维Kagome晶格中电子手性诱导的手性声子产生
手性声子是指具有有限角动量的圆形或椭圆形振动模式，自其最初被提出以及首次被实验观测以来，就在凝聚态物理领域引起了广泛关注。作为一种新的自由度，声子的角动量已被证明在角动量的传递与守恒过程中发挥着关键作用。鉴于角动量本身在物理学中的基础地位，手性声子的重要性逐渐在越来越多的前沿研究领域中得到认可，包括非常规输运、光电子学、磁学以及自旋电子学。迄今为止，已有大量新颖的集体现象被追溯到手性声子的存在，例如异常声子霍尔效应、声子爱因斯坦–德哈斯效应、声子塞曼效应，以及异常自旋塞贝克效应。手性声子的产生要求打破空间反演对称性或时间反演对称性。在前一种情形下，已有研究表明，当体系具有手性原子结构时，在适当条件下往往能够孕育手性声子。此外，即便在结构上无手性的体系中，只要反演对称性被破坏，例如通过调控晶格位置及相关的格点间耦合，也可以诱导手性声子。在后一种情形下，磁性体系则为手性声子的产生提供了肥沃的土壤。随着这一研究方向的不断推进，亟需探索手性声子可能出现的新物理图景，并进一步揭示其在强关联电子体系集体现象中的扩展作用。
近日，中国科学技术大学的崔萍教授团队，利用 Kagome 晶格证明：即使在缺乏原子结构手性、且非磁性的材料中，依然能够通过电子手性来诱导手性声子的产生。这种电子手性源自环流电流序的存在，其典型体系为层状 AV₃Sb₅（A = Cs、Rb、K）。作者展示了两类环流电流序：其一是受限手性通量相（restricted chiral flux phase），其特征在于具有纯虚数形式的电荷键序；其二是更一般化的手性通量相（generalized chiral flux phase），其特征为复数形式的电荷键序。研究发现，无论哪一种情况，电子手性均伴随着非零的分子贝里曲率。该曲率通过电子-声子耦合表现为一种非局域的、打破时间反演对称性的矢量型有效磁场，作用于声子。由此，布里渊区角点处的双重简并被解除，赋予声子模以手性。总体而言，本研究为理解这类结构无手性的关联电子体系中手性集体现象的微观机制，提供了一个不可或缺的重要组成部分。相关工作发表在《Physical Review Letters》上。（刘帅）
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https://doi.org/10.1103/bfll-sdrb
4、非互易驱动耗散凝聚体中的相变
驱动–耗散多体系统已成为探索平衡态中无法实现的新型非平衡现象的重要平台，展现出丰富的物质相、相变以及独特的动力学行为。这类研究的兴起，得益于可编程量子模拟器的发展，包括半导体激子–极化激元、超冷原子、光子学以及超导电路体系，在这些平台中可以灵活设计相干作用与耗散过程。近年来，非互易相互作用的多体系统受到广泛关注。典型情况是不同组分间的相互作用不对称，它们可导致长程有序、时间晶体、非平衡边界模和混沌态等奇异相。这类现象在主动物质和神经网络等领域均有重要影响，类似的量子体系研究也在快速发展。空间方向性带来的非互易性同样引人注目。典型的 Hatano–Nelson 模型是一维非厄米系统，具有左右跃迁率的不对称性。在开放边界下，它会导致本征态在一端指数局域化，而在周期边界下依然保持延展，这就是所谓的非厄米趋肤效应。尽管已有工作探讨了其非线性推广，但非互易性对相变及边界效应的具体作用仍缺乏系统研究。
近日，芝加哥大学Ron Belyansky教授团队研究了非互易性、相互作用与边界条件在一个最小化的驱动–耗散凝聚体中对非平衡相变的共同作用。团队聚焦于一个由 Lindblad 主方程描述的一维凝聚体的平均场处理，结果发现其稳态对边界条件极为敏感。在周期边界下只会出现单一的有限动量行波凝聚态，而在开放边界下则呈现更丰富的静态与动力学相，包括粒子–空穴对称性的自发破缺及恢复、边界诱导的临界异常点，以及边缘与体区性质截然不同的动力学行为。
相关内容发表于《PHYSICAL REVIEW LETTERS》。（金梦成）
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https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.156903
5、层间滑动诱导双层石墨烯中的拓扑谷输运
二维材料因其层间较弱的范德瓦尔斯作用力而具备独特的层自由度，这一特性使得通过堆叠不同二维材料构建异质结构成为可能，不仅能够调控界面效应，还可实现诸如莫特绝缘体转变、非常规超导、铁磁性、拓扑相和分数量子反常霍尔效应等新颖物理现象。在诸多调控手段中，扭转角已被广泛研究用于调控同质结构的物理性质，而层间滑动作为另一个关键的结构自由度，尽管在非中心对称体系中已用于诱导新型铁电性，其在中心对称体系如双层石墨烯中的应用仍多限于理论预测，实验实现较为困难。层间滑动预计可显著调节能带结构、贝里曲率及其拓扑特性，例如导致能隙减小、贝里曲率偶极子的出现以及贝里曲率反转等现象，进而可能在一维摩尔通道中诱导拓扑边界态，然而相关实验证据仍较为缺乏。
近日，西安交通大学的王喆教授、王澍曦助理教授研究团队，通过将双层石墨烯置于纳米脊结构上，成功实现了可控的层间滑动，系统地表征了其电输运性质并观测到拓扑起源的谷输运行为。理论计算表明，沿扶手椅方向滑动可使得系统经历从AB堆叠到BA堆叠的转变，并在中间AA’堆叠处发生贝里曲率符号反转和陈数变化，从而在一维摩尔通道边界处产生拓扑保护的手性态。每个谷可贡献四个拓扑通道，考虑自旋简并后共预期有八个弹道输运通道。实验中通过低温电输运测量观察到了在电荷中性点附近四探针电阻显著下降以及源漏电阻饱和于约4.7 kΩ的现象，与拓扑通道所预期的量子化的电阻值接近。该工作不仅首次在实验上实现了通过机械变形控制层间滑动并诱导拓扑态，也为二维材料物性调控提供了一种全新的非扭转角度依赖的结构自由度调控手段，对未来开发基于谷自由度和拓扑边界态的电子器件具有重要启示。本研究成果发表于《Physical Review Letters》。（刘梦洋）
https://doi.org/10.1103/26q7-dsm1
6、非互易热Fizeau拖曳辐射在非对称极点周围的分布
近日，上海交通大学赵长颖教授课题组与新加坡国立大学邱成伟教授团队合作，提出并验证了一种基于石墨烯电子漂移的Fizeau拖曳效应的新型方案，在无需外加磁场的条件下，实现了围绕非对称例外点的远场非互易性热辐射。研究团队系统揭示了周期介质覆盖石墨烯层中，对称与非对称例外点对的产生与演化机制，并通过调控介质折射率与电子漂移速度，成功实现了例外点在角度与频率空间中的非对称分布。这一过程使得热发射与吸收谱在角度维度上呈现出“奇数窗口”特性，从而显著提升了波长积分下的非互易性热辐射强度，提升幅度超过一个数量级。相比于传统方法，该方案不仅避免了强磁场或高频调制的限制，而且具备宽角度可调谐性与稳定性，为设计新一代非互易性热光子器件提供了全新思路。研究揭示了非互易性与例外点物理的协同机制，为非厄米物理、非互易光学及非互易热光子学的交叉发展提供了坚实基础，也为未来高效能量管理与光热器件的工程化应用开辟了新方向。相关内容发表于《Physical Review Letters》上。(张琰炯)
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https://doi.org/10.1103/hfyw-8z5k
7、可重构结构：借助局部双稳态超材料重编程全局双稳态
双稳态是一种普遍存在于自然与工程系统中的现象，能够在无外部持续激励下于两个稳定状态之间可逆切换，广泛分布于从纳米开关到微机电传感器、捕蝇草及可展开结构等不同尺度。近年来，通过合理几何设计实现的双稳态被引入机械超材料，用于能量吸收、逻辑运算及可编程形态变换。根据作用尺度不同，双稳态可分为全局与局部：全局双稳态表现为整体形态切换，常用于快速驱动与宏观形变；局部双稳态则局限于单元胞内部，适合存储信息与调控刚度。当前研究大多局限于单一类型，缺乏对二者耦合的深入探索。如何利用局部双稳态影响甚至重编程全局双稳态，从而赋予结构多模态的可调形变能力，是推动超材料在软体机器人与可展结构等领域应用的关键科学问题。
近日，麦吉尔大学的Damiano Pasini教授团队，揭示了局部双稳态与全局双稳态之间的相互作用。通过将具有局部双稳态的超材料融入合理设计的宏观结构（如拱、连杆和穹顶），证明可以通过选择性切换单元胞的状态，在原位实现全局双稳态的重编程。具体而言，作者展示了局部双稳态超材料中由等体双稳态转变引入的柔性转动铰链如何显著改变系统的全局运动学行为。这使得宏观结构能够获得不同的全局稳定构型，甚至在多稳态、双稳态和单稳态之间切换。该研究成果为开发自适应、可重构的机械系统铺平了道路，并在多模态软体机器人和可展开航空航天结构等领域展现出潜在应用前景。相关工作发表在《Advanced Materials》上。（刘帅）
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https://doi.org/10.1002/adma.202509940
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