近日，深圳大学电子与信息工程学院汪国平教授团队联合香港大学，在《Light: Science & Applications》（影响因子20.6，中科院一区Top期刊）发表了题为《Continuous evolution of Fermi arcs in a minimal ideal photonic Weyl medium》的研究论文。深圳大学刘亚超副教授为第一作者，汪国平教授和香港大学的张霜教授为共同通讯作者，深圳大学为第一完成单位。
近年来，拓扑光子学的兴起为光子器件的设计和应用带来了许多新的可能性。其中，光子外尔介质因其独特的拓扑表面波特性而备受关注。然而，尽管外尔介质中描述表面波特性的费米弧具有重要的物理意义，但其形状通常是固定的，这限制了人们对拓扑表面波的操控能力。当前的研究领域亟需一种能够灵活调整费米弧形状的方法，以实现更广泛的应用。
汪国平教授团队提出了一种通过调整空气层厚度来连续改变光子外尔介质中费米弧形状的方法。通过在两层光子外尔介质之间插入不同厚度的空气层，成功实现了费米弧形状从凸形到凹形的的连续变化。此外，研究还发现，凹形的费米弧表面波能够在空气层中实现拓扑保护的电磁牵引力，并且这种牵引力在广泛的入射角度范围内都有效。
这项研究展示了通过光子外尔介质实现拓扑保护的电磁牵引力的潜力，为未来的光子器件设计和应用开辟了新的方向；同时该研究还深化了人们对光子外尔介质物理特性的理解，为拓扑光子材料的实际应用提供了理论基础和技术支持。
光子费米弧形状连续演变及稳定的光牵引力示意图
该论文得到国家重点研发计划项目（2022YFA1404500）、国家自然科学基金重点及面上项目（12274302、12434017）以及深圳大学2035追求卓越研究计划的支持。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41377-024-01632-w
撰稿：黄泽端 审核：周浩江
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