世界で初めてトポロジーの原理を利用したギガヘルツ超音波回路を実現 ～無線通信用高周波フィルタの小型・高性能化に向けた要素技術を実現～

※２．トポロジカル秩序：　物理学にトポロジーの考え方を導入した物質の新しい秩序のことです。物質が、対称性の乱れや局所的な欠陥や物理変数のゆらぎによってきまるのではなく、物質全体の繋がり方によってきまる状態のことです。例えば、本実験のトポロジカル超音波導波路のように、トポロジーが異なる二つ物質を繋げると、トポロジーを変えるために、その接合部には超音波の伝導状態が現れます。この状態の存在は、接合部の局所的な秩序で保証されているのではなく、接合部を形成する二つのトポロジカル構造の繋がり方という非局所的な秩序によって保証されます。これにより、導波路の構造ゆらぎに対して安定かつ頑強な超音波伝搬が生まれます。

※３．バレー擬スピン：　一般的には、電子や超音波が特定のバレー（Valley、谷の意味で、電子や超音波のエネルギーバンドが谷のように大きく落ち込んだ位相空間中の特定の領域を指します）に存在していることを示す量子数。本実験では、バレーに存在する超音波の状態を定義しています。特に、バレーホール型トポロジカル構造では運動量空間のKとK’点にバレーと呼ばれるエネルギーが極小となる部分があります。エッジを進む超音波はこのKまたはK’バレーのどちらかに属しています。

※４．有限要素法：　物体を小さな部分に分けてその物理的挙動を解析する計算手法。複雑な形状の構造や複合的な作用が引き起こす現象を正確にシミュレーションできるツールです。

※５．分散関係：　超音波や光などの波動の性質を記述する式。主に波の周波数と波長の関係を示します。