43 / 2021-03-29 15:02:10

C3N 中的高阶拓扑声子

高阶拓扑声子

       在拓扑领域中，相比于研究热点对拓扑电子和高阶拓扑电子的研究、新兴的在光子晶体和声子晶体中对高阶拓扑声子的研究，在实际材料中关于高阶拓扑声子的研究非常少。在本工作中，我们发现已成功制备的二维材料C₃N中具有高阶拓扑声子。为了方便研究这种材料中的高阶拓扑声子，我们构建了一个紧束缚模型来模拟这个二维材料Pz态的振动。我们发现，这个模型得到的pz态的振动模式和第一性原理计算得到的振动模式非常类似。通过这个模型，我们计算了高阶拓扑指数，发现其高阶拓扑指数是拓扑非平凡的。为了进一步研究此材料中的高阶拓扑声子，我们将原来的二维材料切成了一个正六边形，这个正六边形具有扶手型边界，在角上由两个氮原子和四个碳原子组成的环。通过对其声子色散和波函数的分析，我们发现在其pz态声子色散谱的三个不同的带隙中出现了三组不同的角态。我们的研究证明，实际材料中也可以具有高阶拓扑声子。我们的工作为研究高阶拓扑声子提供了新的思路，并为实验研究提供了理论支持。