中国科学院 具有不同结构相关性的粒子图形a和相应的光子晶格b
晶格既有长程有序又有短程有序；类玻璃晶格具有强短程有序性；类液体晶格产生微弱的短程有序
不同格的配对相关函数，量化结构相关
光子晶格的局域化长度(黑色曲线)和透射率(红色曲线)
橙色区域表示可以观察到拓扑边缘状态的频率窗口
信用:周、、杨一昊、薛浩然、雷碧、邓龙江、郑一栋、张 目前对拓扑绝缘体及其经典波类似物(如光子拓扑绝缘体)的理解主要基于拓扑带理论
与此相反，中国和新加坡的科学家实验性地展示了基于类玻璃非晶相的光子拓扑绝缘体，其能带结构是不明确的
拓扑保护的持久性也被发现与玻璃到液体的转变密切相关
拓扑和非晶态之间的这种相互作用为新型非晶态拓扑光子带隙材料铺平了道路
拓扑学的范式转换概念不仅彻底改变了凝聚态物理，还在光子学、力学、声学和许多其他领域打开了一个全新的篇章
在光子学中，“光子拓扑绝缘体”(PTIs)，电子拓扑绝缘体的光子类似物，已经实现了前所未有的令人兴奋的光子功能，例如单向鲁棒光子传输和拓扑激光器
这些拓扑系统，无论是基于凝聚态还是光子学，通常都是从基于周期晶格的能带结构中获得拓扑性质
另一方面，自然界中广泛存在没有周期性原子晶格的光子非晶相(例如
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玻璃、聚合物和凝胶)
这些无定形体系的性质是由它们的原子/分子的短程连接性决定的，而不是由长程周期性决定的
在《光科学与应用》杂志上发表的一篇新论文中，由中国电子科技大学的周教授和邓龙江教授、南洋理工大学的郑宜栋教授和张教授领导的一个科学家团队已经实验性地实现了非晶态PTIs，这是基于陈氏数的PTI的非晶态变体
他们的研究证明了拓扑结构和短程有序之间有趣的相互作用，特别是在玻璃化转变过程中
基于车号的公共交通运输信息系统是第一种实现的公共交通运输信息系统
他们的工作是第一次使用这种光子结构来研究非晶态的光子晶体
他们还发现光子拓扑边缘态的消失与玻璃化转变有关
这些见解对于在声学等其他物理环境中实现无定形拓扑绝缘体可能是有用的
一、实验装置示意图
顶板包含正方形网格中的圆柱形孔
探针和源偶极天线(1和2)通过这些孔插入波导管
波导的三面被金属壁包裹，充当完美的电导体(PEC)边界
另一侧被微波吸收器覆盖
光子晶格中的场分布
拓扑边缘态从晶态过渡到非晶态过渡
信用:周、、杨一昊、薛浩然、雷碧、邓龙江、郑一栋、张 非晶PTI由旋磁棒组成，这些旋磁棒以计算机生成的非晶晶格模式排列，并被磁偏置以破坏时间反转对称性
通过对铜平行板波导中的肽链进行边缘/体传输和近场分布测量，在玻璃转变开始之前，实验验证了非晶肽链中鲁棒拓扑边缘状态的存在
通过将非晶晶格进一步变形为类液体晶格，观察到迁移率间隙的闭合和拓扑边缘状态的消失
这些科学家总结了他们的拓扑系统的特征: “我们设计了一个具有三个优点的非晶晶格系统:(1)非晶晶格在天然材料中是可以实现的，因为它们是由分子动力学方法产生的；(2)从晶体到玻璃样非晶相到液体样相的完全映射产生了从出现到消失的拓扑结构的整体评估，并且清楚地捕获了玻璃-液体转变的作用；(3)光子平台可以被移植来验证其他非周期光子拓扑材料
" “在我们的非晶态PTIs中，短程有序支持的拓扑保护对大缺陷表现出显著的鲁棒性，例如
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晶格特征长度的3倍，以及90度弯曲，所有这些都可以与水晶对应物相媲美，”他们补充道
所提出的方法可用于开发具有所需结构相关性的特定无定形肽链
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在带隙光子晶体中研究的超均匀结构，或监测其他非周期光子晶体
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准晶体或超材料
因此，我们的发现将对未来研究新型光子器件的非晶拓扑光子材料非常有用，例如拓扑随机激光器，”科学家们提出
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