拓扑等离子体绝缘体中可拆卸同构超原子合成面内磁场的精准调控

研究人员通过旋转同构超原子（meta-atoms）突破传统非对称单元调控局限，在拓扑等离子体绝缘体中实现狄拉克质量（Dirac mass）的灵活操控。该研究利用超表面的可重构特性，通过空间角度调制诱导手性零级朗道能级（chiral zeroth Landau level），构建出拓扑保护的单向传播体态狄拉克波导。实验验证了该波导的传输特性及手性朗道模式，为集成光子器件设计和合成磁场调控提供了新范式。

　　

这项突破性研究揭示了如何通过旋转完全相同的超原子（meta-atoms）来精准调控拓扑等离子体系统中的狄拉克质量（Dirac mass）。与传统依赖非对称单元的方法不同，该技术巧妙利用可拆卸同构超原子的旋转对称性破缺特性，在保持时间反演对称性的前提下，实现了对狄拉克锥（Dirac cone）局部带隙的精确操控。

通过空间调制超原子旋转角度，研究人员成功诱导出手性零级朗道能级（chiral zeroth Landau level）——这是一种受拓扑保护的、具有单向传播特性的体态。这种特殊状态为设计柔性狄拉克波导提供了全新思路，实验数据完美验证了波导的传输特性和手性朗道模式的独特行为。

该体系首次在光学超表面（metasurface）中实现同构超原子的手性朗道能级，标志着对赝磁场（pseudo-magnetic field）的精确控制取得重要进展。这种无需破坏时间反演对称性的创新方法，不仅为集成光子器件开发开辟了新途径，更为探索合成磁场调控下的新奇物理现象提供了理想平台。