近日，我校光电学院青年教师韩凝以第一作者身份在国际物理学顶级期刊《Physical Review Letters》上发表了题为“Boundary-Induced Topological Chiral Extended States in Weyl Metamaterial Waveguides”研究文章，我校光电学院为论文合作单位。

在拓扑外尔（Weyl）物理系统中，费米弧表面态由体边对应关系决定，大多数传统的外尔体系工作都集中在“体”如何影响边界模式上。然而，外尔超材料中边界对“体”的影响在很大程度上被忽视了。在这项工作中，研究团队提出并成功实现了光子外尔超材料波导中边界诱导的拓扑手性拓展态，突出了边界对“体”拓扑性质的调控。此类拓展态仅由边界效应与有限尺寸效应诱导，摆脱了传统手性体态对外加磁场的依赖。该手性拓展态表现出离散的动量，并作为第三个维度的连通隧道，将位于不同二维空间中的费米弧表面态连接起来。此外，手性扩展态的伪自旋锁定和离散动量特性可以显著抑制三维障碍物引起的散射。本研究首次观测到了三维外尔超材料波导中的手性拓展态，为构建三维模宽可控、鲁棒性光学与声学高功率拓扑波导提供了切实可行的思路。