近日，我院声学团队与武汉大学刘正猷院士团队，南开大学陈树琪教授团队合作，在非厄米拓扑领域取得重要成果，相关研究成果以《Loss induced delocalization of topological boundary modes》为题，发表于Nature子刊《Nature Communications》。南开大学博士生唐钰淦和我院青年教师吴吉恩为共同第一作者，南开大学陈树琪教授、程化教授与武汉大学刘正猷院士、邓伟胤教授为共同通讯作者。永利集团88304官网为共一作者单位。

拓扑边界态作为拓扑非平凡相的核心现象，凭借其优异的鲁棒性，对背向散射、结构无序及外部微扰展现出显著抗干扰能力，在光学、机械、声学、电路等多学科系统中具备极高的应用价值。理想厄米系统难以复刻真实物理场景，实际体系普遍呈现非厄米特性，其与外界的能量交换会催生复数形式的本征能谱。这种非厄米体系特有的物理本质，不仅为拓扑物理研究拓展了全新维度，更赋予拓扑边界态一系列新奇的物理特性。损耗是自然环境中普遍存在的非厄米效应，也是开放系统的固有属性。相较于增益、非互易等有源调制手段，损耗可通过简单无源结构实现灵活调控，既能大幅降低系统复杂度，又能规避有源调控伴随的稳定性问题。值得注意的是，传统观点通常将损耗归为系统的不利因素，其核心影响之一便是促使本征态向边界局域化。

然而，该研究工作直接挑战了这一传统观点。研究人员通过构建具备赝自旋自由度的双层结构，再引入损耗作为调控手段，成功将原本局域于边界的拓扑边界态退局域至体晶格中，首次实现了损耗诱导的拓扑离域态。随后，该拓扑离域态在电路系统中得到了实验证实。

具体而言，研究人员设计出具有赝自旋自由度的双层结构，并利用损耗实现了自旋极化的非互易纯虚耦合（图1（a））。通过精确调控的损耗参数γ，使带隙内的拓扑边界态（端态）突破边界局域限制，退局域至体晶格形成拓扑离域态。这种拓扑离域态仍保持拓扑非平庸特性，延续了对微扰与无序的鲁棒性。在电路系统中，损耗能够通过电阻实现。研究人员通过测量电路系统的导纳谱，对拓扑边界态的离域效果进行实验观测，如图1（b）所示。此外，团队还进一步拓展研究维度，针对二维（图1（c））和三维（图1（d））电路系统中角态的离域现象，开展了系统的理论分析与实验探索。该研究不仅在拓扑物理与非厄米损耗之间搭建起关键桥梁，更为开发紧凑高效的非厄米拓扑功能器件提供了全新思路。

图1. （a）一维紧束缚模型。赝自旋自由度与损耗结合，实现了自旋极化的非互易纯虚耦合。（b）一维电路系统中端态的离域现象观测。（c）和（d）二维和三维电路系统中角态的离域现象观测。

文章链接： https://www.nature.com/articles/s41467-025-65422-7

（图文/胡伟鹏 一审/何兆剑 二审/刘斯 三审/张国强）