Realisation von akustischem Spintransport in Metasurfen-Wellenleitern

Der Spin- Drehimpuls ermöglicht grundlegende Einblicke in topologische Materialien und praktische Anwendungen für Informationsgeräte. Die Ausnutzung des Spins von Trägers und Wellen ist entscheidend, um kontrollierbarere Freiheitsgrade und robuste Transportprozesse zu erreichen. Doch aufgrund der wirbelfreien Natur von longitudinalen Wellen, die sich von transversalen elektromagnetischen Wellen unterscheiden, sind die Spin-Drehimpulse von akustischen Wellen in Feststoffen und Flüssigkeiten bislang nur kürzlich offengelegt worden. Hier demonstrieren wir einen Metasurfen-Wellenleiter für Schall, der einen nicht-null akustischen Spin mit starkem Spin-Impuls-Kopplung überträgt, was die Unterdrückung von Rückstreuung unterstützen kann, wenn Streuobjekte den akustischen Spin nicht umkehren. Dies wird erreicht, indem eine sanfte Grenze der π-Reflexionsphase auferlegt wird, die durch kammschichtartige Metasurfen realisiert wird. Mit der speziell-kranzbedeckten Spinstruktur werden die akustischen Spintransporte experimentell manifestiert, wie z.B. die Unterdrückung der akustischen Winkelstreuung, der spinselektive akustische Router mit spin-Hall-ähnlichem Effekt und der Phasenmodulator mit rotiertem akustischen Spin.