Comsol仿真一维光子晶体能带

文章来源:Double-bowl state in photonic Dirac nodal line semimetal。

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拓扑半金属,是指材料的半金属特性受拓扑保护,该类材料的研究发展更新了人们对物质属性和相变的认识。由于材料的拓扑属性,其表面存在拓扑保护的表面态。这些表面态可用于单向输运、局域场增强等等,因而新兴的研究热点。作为拓扑半金属家族的重要成员,狄拉克节线型半金属表现出四重线型能带简并的独特特性,它不仅与许多拓扑相变紧密关联,还能展示出新奇的表面模式,因此是研究拓扑相变和拓扑表面态的理想平台。

在光学领域,由于光子不同于电子的特性,光学拓扑半金属具有独特的体能带以及表面态表现。近年来,光学拓扑半金属领域的蓬勃发展给人们操控光予以全新的思路和手段,例如利用材料拓扑性“保驾”不同偏振的表面波。但在之前的研究工作中,光子体系中的狄拉克节线型半金属还没有被实现。一方面,虽然电子系统中已经实现狄拉克节线半金属,但由于电子和光子的本质区别(电子有克莱默简并而光子没有),该实现想法不能直接借鉴并推广到光学系统;另一方面,光子的偏振自由度类比电子自旋自由度,但是光子TE和TM偏振的固有响应不同,虽然可以通过设计超构材料使不同偏振响应在特定频率点一致,但是相应结构往往设计复杂,难以制造。此外,在光子体系中,表面态通常只存在于较小的频率和波矢范围内&#x

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