一维螺旋光子晶体中任意电荷分布的Weyl点

《ACS Photonics》：Arbitrary-Charged Weyl Points in One-Dimensional Helical Photonic Crystals

拓扑绝缘体中Weyl点的电荷受晶体对称性限制，3D材料最大电荷为4。本研究通过1D螺旋光子晶体结构，打破传统对称性约束，成功稳定任意电荷的Weyl点，并建立完整的理论分析体系，为设计任意有序轴和拓扑光子材料提供新方法。

　　

Weyl点的奇异物理性质主要由它们的拓扑电荷决定。由于晶体对称性的保护，高度对称点上的Weyl电荷可以大于1，这种现象被称为多重Weyl点。然而，对于所有具有230个空间群的3D晶体而言，（螺旋）旋转轴的阶数只能是1、2、3、4或6，这限制了天然3D材料的最大Weyl电荷为4。在这里，我们展示了如何在1D螺旋光子晶体中稳定具有任意电荷的Weyl点。此外，我们对所有类型的1D螺旋光子晶体及其内部的多重Weyl点进行了全面的理论分析。我们的发现为设计具有任意排列的旋转轴以及在经典波系统中实现具有任意电荷的Weyl点提供了一种通用策略。