这篇文献首次在单一全电可调器件中实现了太赫兹波段奇异点的构建与动态操控，为非厄米光学系统提供了一种全新的拓扑调控范式。传统上，EP的观测依赖制备一系列具有不同几何参数的样品进行静态测量，不仅缺乏可调性，也限制了其在动态器件中的应用。该研究利用石墨烯可调谐的性质设计太赫兹谐振器，将α-乳糖分子的集体振动模与谐振腔模耦合，通过栅极电压独立控制损耗失衡与频率失谐两个关键参数，从而在室温下构建出完整的复能量黎曼面，并清晰展示了从弱耦合到强耦合跨越EP的拓扑相变过程。该工作揭示了两项重要新规律：EP处的本征值与本征态同时合并，使得系统在参数空间中表现出拓扑结构——通过电压调控可切换反射系数的绕数，分别对应0、2π和4π的几何相位累积，这直接实现了反射拓扑的电控开关，是拓扑光子学中少见的动态调控能力。其二，通过设计闭合环路环绕EP，实验观察到本征态交换现象，系统从叠加态演化到其正交态，而环绕两次后伴随几何相位恢复初始态，这一过程在布洛赫球上对应2π立体角，证实了EP特有的几何相位积累。这些发现不仅解决了如何在单一器件中实现EP动态调控的长期难题，更首次将石墨烯的电可调性与非厄米拓扑物理深度融合，为拓扑光电子器件、超灵敏传感以及光与物质相互作用的拓扑控制开辟了全新路径，其方法可推广至其他频段和材料体系，具有重要的基础科学意义和应用前景。
文献来源：Science376,184-188(2022).DOI:10.1126/science.abn6528
作者：M. Said Ergoktas, Sina Soleymani, Nurbek Kakenov, Kaiyuan Wang, Thomas B. Smith, Gokhan Bakan, Sinan Balci, Alessandro Principi, Kostya S. Novoselov, Sahin K. Ozdemir, Coskun Kocabas
报告人：方伟康
