[发明专利]一种频率电可调的弹性波拓扑绝缘体及功能组件

权利要求书

1.一种弹性波拓扑绝缘体，其特征在于，包括：基板以及二维材料层，二维材料层平铺在所述基板上，所述基板的表面设置有蜂窝晶格图案，所述二维材料层包括与所述基板接触的第一区域以及悬浮的第二区域，所述第二区域与所述基板间声阻抗失配，所述二维材料层构建为一个声子晶体结构；

声子晶体为标准的蜂窝晶格，当孔中心距离满足w＝a/√3＝6μm时,声子晶体是一个弹性波可在内部传播的类狄拉克半金属；当w增加或者缩小，双狄拉克锥简消失，并产生弹性带隙，

w增大和减小所形成的能带结构相反，使得声子晶体成为两种类型的绝缘体；

当w＝5.5μm，声子晶体在原来的狄拉克锥附近产生5MHz的弹性波带隙，在带隙的高频和低频处有两种不同类型的体模式，这两种类型体模式分别为d模式和p模式；本征态关于x或y轴的奇偶对称性，d模式分为d_xy和d_x²_-y²,p模式分为p_x和p_y，此时的声子晶格成为拓扑平庸晶格；

w等于6.6μm时的能带结构，声子晶格在相同的频率下具有5MHz的带隙，但是p和d模式完全相反，此时的声子晶格为拓扑非平庸晶格。

2.如权利要求1所述的弹性波拓扑绝缘体，其特征在于：所述蜂窝晶格图案为六边形单胞组成的阵列，每个单胞包含依次交叉的六个圆孔，每个单胞中六个圆孔的中心与六个圆孔所在单胞的中心之间的距离相等。

3.如权利要求2所述的弹性波拓扑绝缘体，其特征在于：所述蜂窝晶格图案为拓扑平庸晶格或者拓扑非平庸晶格。

4.如权利要求3所述的弹性波拓扑绝缘体，其特征在于：所述基板由以下材料中的一种制成：SU-8聚合物、二氧化硅、以及压电GaAs。

5.如权利要求1-4中任一项所述的弹性波拓扑绝缘体，其特征在于：所述二维材料层由石墨烯制成。

6.一种功能组件，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的弹性波拓扑绝缘体。

7.如权利要求6所述的功能组件，其特征在于：所述功能组件为分束器。

8.如权利要求6所述的功能组件，其特征在于：所述功能组件为谐振器。

9.如权利要求6所述的功能组件，其特征在于：所述功能组件为滤波器。

10.如权利要求6所述的功能组件，其特征在于：所述功能组件为多路复用器。