北京
聲學超材料和聲子晶體是近三十年發展起來的新型聲學人工結構材料，這類聲學材料通常由“人工原子”構成，具有天然材料所不具備的物理特性，如負折射率、負有效參數等。近日，武漢大學劉正猷團隊在《科學通報》（
Chinese Science Bulletin）發表以 “ 聲學超材料和拓撲聲子晶體研究進展 ” 為題的綜述論文， 從 “ 聲學超材料及其特性 ” 和 “ 拓撲聲子晶體及其物理效應 ” 兩個方面回顧了聲子晶體和聲學超材料的研究歷史和最新進展， 闡述了這類聲學人工結構材料的設計方法和應用前景。文中，根據人工原子的結構特點不同，以代表性的研究成果為例，概述了聲學超材料的獨特物理特性（如負折射率、負有效質量密度和負有效彈性模量等）及其帶來奇特的聲場調控（如聲隱身、超分辨成像、降噪和反常聲傳輸等）。根據聲子晶體所展現出的拓撲物理特性，詳細介紹了聲子晶體中的拓撲絕緣體（如陳拓撲絕緣體、谷拓撲絕緣體、自旋陳拓撲絕緣體等）和拓撲半金屬（如外爾半金屬、狄拉克半金屬、節線和節面拓撲半金屬等）的拓撲屬性、構造方法及其帶來的拓撲聲調控（如聲波拓撲負折射）；概述了聲學高階拓撲相的構建及其特性；展望了這些聲拓撲態的潛在應用。在論文的最后，概述了聲學超材料和拓撲聲子晶體中尚未解決的問題，并展望了這類人工結構材料的未來發展方向。
武漢大學葉莉萍副研究員為該論文的第一作者，劉正猷教授為該論文的通訊作者，陸久陽教授、鄧偉胤教授、柯滿竹教授為該論文的共同作者。
葉莉萍, 陸久陽, 鄧偉胤, 柯滿竹, 劉正猷*. 聲學超材料和拓撲聲子晶體研究進展. 科學通報, 2025, 70(12): 1702–1719
doi: 10.1360/TB-2024-0964
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