近日，我院范春珍教授课题组在拓扑声学晶体研究方面取得重要进展。研究团队与苏州大学王钢副教授团队合作，通过调控自旋轨道耦合强度，实现了拓扑声学晶体中多拓扑相态的调制，相关成果以《Manipulation of topological phases in acoustic crystals through Rashba-Dresselhaus spin-orbit coupling》为题发表在《Physical Review B》上。我院2023级博士研究生王序峰为该论文第一作者，通讯作者为郑州大学范春珍教授和苏州大学王钢副教授，郑州大学物理学院为第一单位。

声波中缺乏固有的自旋特性，这给实现多样的拓扑相态带来了挑战，从而限制了其在声学领域中的潜在应用。在本研究中，构造了具有手性幺正对称性(AIII)结构的阶梯状声学晶体，利用谐振器之间具有正负耦合的连接管引入赝自旋和Rashba-Dresselhaus型自旋轨道耦合(RDSOC)（如图1），并实现了多拓扑相态的调制。通过对声学晶体中RDSOC的调控，并结合缠绕数的分析，识别出了三种独特的对称保护拓扑态（如图2）。该研究使得在声学晶体中直接可视化丰富的AIII对称保护拓扑态以及伪自旋分辨的边界态，这将有助于对利用伪自旋信息进行声学编码的深入研究。另外，该研究思路可拓展至其他经典波或扩散系统。这为探索自旋轨道物理及其诱导的拓扑现象开辟了崭新途径。未来，基于该方案进一步拓展合成更高维（如二维）的自旋轨道耦合，有望发现更多新奇拓扑物理现象，并推动新型器件的设计与应用。

图1. 用于合成赝自旋与自旋轨道耦合的声学晶体结构示意图。