摘要：近日，东莞理工学院光学工程研究团队与新加坡南洋理工大学等单位合作，成功实现了首个三维光学轴子绝缘体，并实验观测到一系列新颖特征。相关成果以“Photonic axion insulator”为题于2025年1月10日在国际顶级期刊《科学》（Science）上发

近日，东莞理工学院光学工程研究团队与新加坡南洋理工大学等单位合作，成功实现了首个三维光学轴子绝缘体，并实验观测到一系列新颖特征。相关成果以“Photonic axion insulator”为题于2025年1月10日在国际顶级期刊《科学》（Science）上发表。

东莞理工学院电信工程与智能化学院王红成教授团队成员郗翔博士为论文共同第一作者，孟岩副研究员为共同作者，东莞理工学院为第三完成单位。这也是该校科研工作者首次以共同第一作者身份在Science上发表论文。

作为一种新兴的三维拓扑材料，轴子绝缘体在凝聚态物理中备受瞩目。轴子绝缘体最重要的物理特征是棱上存在受拓扑保护的手性棱态（chiral hinge state）。这种手性棱态可沿三维空间中任意方向进行传播，为编织复杂的光传播提供了新的视角。然而，迄今为止，三维轴子绝缘体尚未在任何体系中被发现。论文作者通过实验证明了三维光学轴子绝缘体可以通过在光学反铁磁拓扑绝缘体中破缺镜像反射对称性来实现。

当前，人工智能、大数据、云计算以及下一代无线通信等科技领域飞速发展，二维光学器件已难以承载日益增长的信息量，研究发现的光学轴子绝缘体为解决上述问题提供了全新的思路，相关研究将能在相关领域科技发展中发挥重要作用。

“得知论文成功发表在Science上，我感到非常兴奋。这对我的科研之路来说是一个巨大的突破。”论文作者郗翔表示。

郗翔于2023年12月加入学校光电材料及器件研究团队，主要研究方向为非互易拓扑光子晶体、拓扑超表面、拓扑声子晶体等，相关研究成果发表在Nature、Science、Nature Communications、Physical Review Letters等主流学术期刊上。获授权国家发明专利2项，主持国家自然科学基金青年项目1项和广东省面上项目1项。

该项研究是郗翔及所在团队，与新加坡南洋理工大学张柏乐教授、南方科技大学高振教授、西湖大学的刘癸庚教授合作的课题。“从三维磁性光子晶体中的陈绝缘体，到磁性外尔半金属，再到如今的轴子绝缘体，在过去5年里，我们在磁性光子晶体领域保持着深入的合作。在此过程中，出现了许多新颖的物理现象，给我们带来了很多意想不到的惊喜。”郗翔分享道。

据了解，光电材料及器件研究团队，是该校电信工程与智能化学院光学工程校级重点建设学科下属的研究团队之一，目前有主要成员10名。团队主要聚焦于光场调控、微纳加工技术以及片上集成应用等领域，开展微纳光电材料的开发、微纳光电器件设计、光场调控和集成应用等研究。

近年来，东莞理工学院科研创新领域不断取得新突破，去年，学校获批2024年国家自然科学基金项目40项，获批数量位列东莞所有单位第一。

来源：两广大地那些事儿