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Three-dimensional topological crystalline insulator without spin-orbit coupling in nonsymmorphic photonic metacrystal

引用

Chinese Physics B 2024年第10期33卷 282-286页

作者： Zhide Yu Lingbo Xia School of Physics and Electronics Hunan UniversityChangsha 410082China

By including certain point group symmetry in the classification of band topology,Fu proposed a class of threedimensionaltopological crystalline insulators(TCIs)without spin-orbit coupling in *** Fu’s model,surface states(ifpresent)doubly degenerate atГandM when time-reversal and C4 symmetries are *** analogs of Fu’s modelwith surface states quadratically degenerate atM are widely studied,while surface states with quadratic degeneracy atГare rarely *** this study,we propose a three-dimensional TCI without spin-orbit coupling in a judiciously designednonsymmorphic photonic *** surface states of photonic TCIs exhibit quadratic band degeneracy in the(001)surface Brillouin zone(BZ)center(Гpoint).The gapless surface states and their quadratic dispersion are protected by C4and time-reversal symmetries,which correspond to the nontrivial band topology characterized by Z_(2)topological ***,the surface states along lines fromГto the(001)surface BZ boundary exhibit zigzag feature,which is interpretedfrom symmetry perspective by building composite operators constructed by the product of glide symmetries with *** metacrystal array surrounded with air possesses high order hinge states with electric fields highlylocalized at the hinge that may apply to optical *** gapless surface states and hinge states reside in a cleanfrequency *** topological surface states emerge at the boundary of the metacrystal and perfect electric conductor(PEC),which provide a pathway for topologically manipulating light propagation in photonic devices.

关键词： topological crystalline insulator nonsymmorphic photonic metacrystal

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