摘要：声学超材料和声子晶体是近三十年发展起来的新型声学人工结构材料，这类声学材料通常由“人工原子”构成，具有天然材料所不具备的物理特性，如负折射率、负有效参数等。近日，武汉大学刘正猷团队在《科学通报》（
声学超材料和声子晶体是近三十年发展起来的新型声学人工结构材料，这类声学材料通常由“人工原子”构成，具有天然材料所不具备的物理特性，如负折射率、负有效参数等。近日，武汉大学刘正猷团队在《科学通报》（
Chinese Science Bulletin）发表以 “ 声学超材料和拓扑声子晶体研究进展 ” 为题的综述论文， 从 “ 声学超材料及其特性 ” 和 “ 拓扑声子晶体及其物理效应 ” 两个方面回顾了声子晶体和声学超材料的研究历史和最新进展， 阐述了这类声学人工结构材料的设计方法和应用前景。文中，根据人工原子的结构特点不同，以代表性的研究成果为例，概述了声学超材料的独特物理特性（如负折射率、负有效质量密度和负有效弹性模量等）及其带来奇特的声场调控（如声隐身、超分辨成像、降噪和反常声传输等）。根据声子晶体所展现出的拓扑物理特性，详细介绍了声子晶体中的拓扑绝缘体（如陈拓扑绝缘体、谷拓扑绝缘体、自旋陈拓扑绝缘体等）和拓扑半金属（如外尔半金属、狄拉克半金属、节线和节面拓扑半金属等）的拓扑属性、构造方法及其带来的拓扑声调控（如声波拓扑负折射）；概述了声学高阶拓扑相的构建及其特性；展望了这些声拓扑态的潜在应用。在论文的最后，概述了声学超材料和拓扑声子晶体中尚未解决的问题，并展望了这类人工结构材料的未来发展方向。武汉大学叶莉萍副研究员为该论文的第一作者，刘正猷教授为该论文的通讯作者，陆久阳教授、邓伟胤教授、柯满竹教授为该论文的共同作者。
叶莉萍, 陆久阳, 邓伟胤, 柯满竹, 刘正猷*. 声学超材料和拓扑声子晶体研究进展. 科学通报, 2025, 70(12): 1702–1719
doi: 10.1360/TB-2024-0964
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