（通訊員：林建華）近日，我院畢仁貴/鄧科團隊在彈性波的拓撲彩虹捕獲研究中取得新進展，并在《Applied Physics Letters》期刊發表題為 “Topological rainbow trapping of elastic waves in two-dimensional valley phononic crystal plates”的論文。該工作得到了國家自然科學基金、中國博士後科學基金的資助，參與人員有77779193永利林建華、畢仁貴、鄧科、武漢科技大學戚亞娟、湖南科技大學何兆劍。其中，林建華是我院2017級機械設計制造及其自動化專業本科生、2021級物理學碩士研究生，此次以第一作者身份在國際應用物理學著名期刊發表論文，表明我院在跨學科本碩貫通人才培養改革方面取得了積極的成效。
圖1. (a) (b) (c) 聲子晶體示意圖；(d) (e) (f)不同夾角θ下PCP的能帶結構
在波的彩虹捕獲現象中，不同頻率的波可停留在不同位置，因而其在波濾波、緩沖和能量收集等領域具有潛在應用價值。然而，聲學中已有的彩虹捕獲研究大多集中于空氣聲波領域，對固體彈性波尚缺乏具有強魯棒性的人工結構實現拓撲彩虹捕獲。該團隊設計了一種具有梯度的聲子晶體模型，實現了谷聲子晶體闆中彈性波的拓撲彩虹捕獲。所設計的聲子晶體結構簡單，其基體為一塊鋁闆，鋁闆的兩個表面周期性分布Y形鋼棱鏡。通過旋轉闆兩側的Y形棱鏡的角度，可改變聲子晶體中的谷拓撲相位，進而在兩個拓撲相位相反的聲子晶體的邊界處獲得谷邊緣态。通過改變散射體高度和聲子晶體闆厚度，得到了兩種具有梯度的聲子晶體結構，利用有限元方法計算出對應參數邊緣态的投影能帶及群速度。在基于谷邊緣态的梯度聲子晶體結構中，成功觀察到彈性波的彩虹捕獲，并通過引入缺陷驗證了上述聲子晶體具有極強的魯棒性。
圖2. (a)彈性波在高度梯度聲子晶體闆中彩虹捕獲；(b)彈性波在厚度梯度聲子晶體闆中的彩虹捕獲
（審稿責任人：伍建華）
