近日,我院在平带物理与轨道角动量操控领域取得重要进展,相关研究成果以“Flatbands from bound states in the continuum for orbital angular momentum localization”为题,发表于国际顶级学术期刊《自然·通讯》(Nature Communications)。中国海洋大学朱伟伟教授与我院硕士生邹洪宇为论文共同第一作者,我院孙宏祥教授、香港中文大学薛昊冉助理教授、新加坡南洋理工大学张柏乐教授为论文共同通讯作者。
该研究提出了一种基于连续谱中束缚态构建高维简并平带的通用理论框架。通过设计特殊的声学波导网络单元,研究团队在二维和三维声学晶体中成功实现了四重与十二重简并的平带结构。基于这一高简并度平台,研究突破了传统平带仅能局域简单波函数的局限,首次实现了携带轨道角动量的复杂声场在单个晶胞尺度上的紧致局域化。在此基础上,研究进一步展示了在三维空间中沿任意方向(如对角线方向)激发与局域轨道角动量的能力,并利用多个局域轨道角动量模式作为构建模块,成功构造出具有拓扑不变量的环形声场结构。该成果不仅为声学信号处理中轨道角动量兼容的平带滤波提供了可行平台,也为拓扑结构声场的紧凑存储与操控开辟了新途径,在声学通信、粒子操控及拓扑物理等领域展现出重要应用前景。
该成果得到了国家自然科学基金、江苏省青蓝工程等项目的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-026-69669-6
(物电学院)