トポロジカルフォトニクスの進歩: 革新的フォトニック構造によるフェルミ円弧再構成を解明(Advancements in Topological Photonics: Unveiling Fermi Arc Reconstruction through Innovative Photonic Structures)

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2023-09-11 韓国基礎科学研究院(IBS)

◆トポロジカルフォトニクスは現代物理学研究の急成長分野で、5Gや6G通信などの先端技術への応用に革命をもたらす可能性があります。研究者は新しいフォトニック構造を発見し、フェルミ円弧再構成現象を説明できることを示しました。
◆この構造は、三層の格子で特別なスペクトル特性を持ち、ウェイル半金属などの重要な物理現象をシミュレーションできます。さらに、伝統的な実験方法では観測できないインターフェース状態を視覚化する手段を提供し、トポロジカルフォトニクスの分野に革命をもたらします。

<関連情報>

合成フォトニック格子におけるフェルミ円弧の再構成 Fermi Arc Reconstruction in Synthetic Photonic Lattice

D.-H.-Minh Nguyen, Chiara Devescovi, Dung Xuan Nguyen, Hai Son Nguyen, and Dario Bercioux
Physical Review Letters  Published 3 August 2023
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.053602

トポロジカルフォトニクスの進歩: 革新的フォトニック構造によるフェルミ円弧再構成を解明(Advancements in Topological Photonics: Unveiling Fermi Arc Reconstruction through Innovative Photonic Structures)

ABSTRACT

The chiral surface states of Weyl semimetals have an open Fermi surface called a Fermi arc. At the interface between two Weyl semimetals, these Fermi arcs are predicted to hybridize and alter their connectivity. In this Letter, we numerically study a one-dimensional (1D) dielectric trilayer grating where the relative displacements between adjacent layers play the role of two synthetic momenta. The lattice emulates 3D crystals without time-reversal symmetry, including Weyl semimetal, nodal line semimetal, and Chern insulator. Besides showing the phase transition between Weyl semimetal and Chern insulator at telecom wavelength, this system allows us to observe the Fermi arc reconstruction between two Weyl semimetals, confirming the theoretical predictions.

1700応用理学一般
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