報告題目：電磁超材料中的高維拓撲物理
時間：2024年11月21日 星期四 晚19:30
地點：beat365正版唯一九龍湖校區信息大樓1234會議室
摘要：
超材料是一種人工設計的電磁材料，通過精确控制其結構，可以實現多種電磁響應。在三維空間中，超材料可以支持拓撲絕緣體、Weyl半金屬和Dirac半金屬等各種拓撲物理現象[1]。引入合成維度後，超材料在更高維空間中能夠展現出更加奇特和豐富的拓撲特性。例如，在五維空間中，超材料可以實現相互纏繞的Weyl表面和非平凡的Weyl弧[2]，以及在規範場作用下高階的手性朗道零模式和高簡并度的朗道能級[3]。通過精心設計高維動量空間中的拓撲結構，這些特殊的拓撲特性可以在實驗可及的三維空間中表現出多樣的物理響應。進一步考慮到不同維度之間拓撲行為的關聯，合成空間中的高階陳數在實際低維系統中可以引發新的拓撲響應。這種關聯不僅限于陳數，還可能催生出新的物理現象，如高階拓撲絕緣體。這些高維拓撲态在光子學、電子學和聲子學等領域中為功能性和性能的提升開辟了新途徑，為下一代材料和器件的設計提供了全新的視角和可能性。
圖1. (a) 五維合成空間中相互纏繞的Weyl表面的示意圖。(b) Yang單極子和Weyl表面系統中高階拓撲保護的一維 Weyl弧。(c)規範場中的Yang單極子的示意圖。
參考文獻：
[1] S. Ma, B. Yang, S. Zhang, Photonics Insights 1, R02 (2022).
[2] S. Ma, Y. Bi, Q. Guo, B. Yang, O. You, J. Feng, H. Sun, S. Zhang, Science 373,572-576 (2021).
[3] S. Ma, H. Jia, Y. Bi, S. Ning, F. Guan, H. Liu, C. Wang, S. Zhang, Physical Review Letters 130, 243801 (2023)
報告人簡介：
馬少傑，2017年獲複旦大學理論物理博士學位，曾在英國伯明翰大學和香港大學從事博士後研究工作。2022年11月加入複旦大學，任青年研究員、博士生導師，并獲得海外優青資助和上海市領軍人才等項目支持。長期緻力于電磁超構材料和拓撲光子學的研究，特别是在高維高階拓撲系統、Moiré結構以及電磁超表面調控方面取得了一系列創新成果。截至目前，在Science、PRL等國際高影響力期刊上發表學術論文43篇，總引用次數超過3000次，H指數為26（谷歌學術統計）。學術成果得到了國際同行的廣泛認可，擔任Nature、Nature Physics等頂級雜志審稿人，擔任PIERS等國際學術會議的分會組織者，Photonics Insight雜志青年編委等。
