突破镜像对称限制：倒空间中任意位置强倾斜狄拉克点的实验观测与调控

本研究突破传统镜像对称性限制，首次在倒空间一般位置实现非对称条件下II型狄拉克点（type-II DPs）的可控构建。通过旋转H形超构晶体单元，研究人员实现DPs位置精准调控，观测到离轴圆锥衍射和负折射现象，为拓扑光子学器件设计提供新范式。

　　

在拓扑材料研究领域，II型狄拉克点（type-II Dirac points）因其强烈倾斜的能锥结构和打破洛伦兹不变性的特性，一直是凝聚态物理和光子学研究的前沿热点。传统理论认为，这类特殊能带交点必须依赖镜像对称性保护，且仅能沿第一布里渊区（FBZ）的高对称方向存在。这种严苛的限制使得科学家们对狄拉克点在倒空间一般位置的行为知之甚少，严重制约了其在光场调控、新型光学器件等领域的应用潜力。

为突破这一理论瓶颈，来自中国的研究团队创新性地提出通过"偶然简并"（accidental degeneracy）机制实现非对称体系中的II型狄拉克点调控。研究人员设计了一种由H形金属图案构成的超构晶体（metacrystal），通过旋转单元结构打破传统对称性约束，首次在实验中观测到倒空间任意位置的强倾斜狄拉克点。这项发表于《Optics》的研究工作，不仅实现了离轴圆锥衍射和负折射等新奇光学现象的可控激发，更开辟了拓扑光子材料设计的新思路。

研究团队主要采用三大关键技术：基于复合IT对称性（composite IT symmetry）的能带工程设计、三维全波电磁仿真优化H形超构晶体参数，以及近场扫描（near-field mapping）技术精确测定等频轮廓（IFC）。通过系统性调节单元结构的旋转角度β和几何参数，成功在非对称条件下实现II型狄拉克点的位置调控。

【Emergence of off-axis type-II DPs】
通过旋转H形金属图案打破镜像对称性，研究发现当β=15°时，在Γ-M方向外侧的普通位置形成II型狄拉克点。近场测量显示其等频轮廓呈双曲型开放曲线，证实了强倾斜特性。更有趣的是，继续旋转至β=30°时，狄拉克点会转变为离轴I型（type-I），但仍保持显著倾斜。

【Conclusion】
该研究突破性地证明：无需传统镜像对称保护，仅通过结构旋转即可在倒空间任意位置实现II型狄拉克点或强倾斜I型狄拉克点。实验观测到的离轴圆锥衍射光束分裂现象和负折射效应，为开发新型光学路由器件提供了可能。这种基于复合IT对称性的普适性方法，可拓展至外尔点（Weyl points）等其他拓扑节点的研究，对推动拓扑光子学和量子材料发展具有里程碑意义。

研究还发现，在旋转调控过程中，狄拉克点会经历从II型到倾斜I型的动态转变，这种可控相变为研究拓扑相变提供了新平台。国家自然科学基金等资助的这项工作，不仅解决了长期存在的对称性约束难题，更为设计具有定制化光学响应的拓扑光子器件奠定了理论基础。