2026年6月2号课题组吴宏伟教授以及学生刘梓凌，张志国联合英国埃克塞特大学Jensen Li教授、南京大学彭茹雯、王牧教授在声子时间晶体领域取得重要研究进展，研究成果以 “Temporal super-cell engineering and acoustic amplification in dispersive phononic time crystals”为题发表于国际顶尖学术期刊Nature Communications。
图1.声子时间晶体模型以及动量带隙
Floquet调制是当前凝聚态、光学、声学等不同物理分支的前沿研究热点，动态周期调制打破了时间平移对称性，拓展了传统空间晶体的研究范式，并带来诸多静态晶体结构所不具备的带结构特征与新奇物理现象，如动量带隙、非互易传输、非共振波放大等。然而，目前时间调制机制与实验实现都存在关键瓶颈，动量带结构的调控及其在实验上的观察都依然存在巨大的挑战。
图2.实验装备以及透射放大测量
该成果创造性地提出了基于电-声元器件设计人工超构原子的方法，突破了传统机械系统的调制效率低、摩擦损耗大、调制速度受限等因素制约，首次在实验上实现了色散声子时间晶体。通过对人工超构原子的响应函数实时调制，实现了空间匀质化的时变等效材料。基于这一高性能声学实验平台，研究团队在实验上观察到了动量带隙中的放大透射、辐射放大等声子时间晶体所特有的物理性质。除此以外，团队也理论上提出了Floquet带结构的折叠效应，实验上观察了多放大透射现象，这种动量带折叠的效应还没有在以往的研究中被报道过。
该工作基于人工超构原子搭建的声子时间晶体平台，不仅可以实现Floquet带结构调控工程，也可以为实现可重构的声学放大器、时域滤波器、拓扑时间晶体器件开辟新的途径。