（通讯员：林建华）近日，我院毕仁贵/邓科团队在弹性波的拓扑彩虹捕获研究中取得新进展，并在《Applied Physics Letters》期刊发表题为 “Topological rainbow trapping of elastic waves in two-dimensional valley phononic crystal plates”的论文。该工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金的资助，参与人员有吉首大学林建华、毕仁贵、邓科、武汉科技大学戚亚娟、湖南科技大学何兆剑。其中，林建华是我院2017级机械设计制造及其自动化专业本科生、2021级物理学硕士研究生，此次以第一作者身份在国际应用物理学著名期刊发表论文，表明我院在跨学科本硕贯通人才培养改革方面取得了积极的成效。
图1. (a) (b) (c) 声子晶体示意图；(d) (e) (f)不同夹角θ下PCP的能带结构
在波的彩虹捕获现象中，不同频率的波可停留在不同位置，因而其在波滤波、缓冲和能量收集等领域具有潜在应用价值。然而，声学中已有的彩虹捕获研究大多集中于空气声波领域，对固体弹性波尚缺乏具有强鲁棒性的人工结构实现拓扑彩虹捕获。该团队设计了一种具有梯度的声子晶体模型，实现了谷声子晶体板中弹性波的拓扑彩虹捕获。所设计的声子晶体结构简单，其基体为一块铝板，铝板的两个表面周期性分布Y形钢棱镜。通过旋转板两侧的Y形棱镜的角度，可改变声子晶体中的谷拓扑相位，进而在两个拓扑相位相反的声子晶体的边界处获得谷边缘态。通过改变散射体高度和声子晶体板厚度，得到了两种具有梯度的声子晶体结构，利用有限元方法计算出对应参数边缘态的投影能带及群速度。在基于谷边缘态的梯度声子晶体结构中，成功观察到弹性波的彩虹捕获，并通过引入缺陷验证了上述声子晶体具有极强的鲁棒性。
图2. (a)弹性波在高度梯度声子晶体板中彩虹捕获；(b)弹性波在厚度梯度声子晶体板中的彩虹捕获
（审稿责任人：伍建华）
