非厄米系统是指可以用非厄米哈密顿量描述的开放系统。非厄米系统具有很多不同于厄米系统的新奇性质，其中一个重要表现是非厄米趋肤效应。该效应使得系统的所有本征态都局域到系统的一侧边界上，同时传统的体边对应关系不再成立。根据非厄米来源的不同，可将非厄米系统分为两类，分别是增益耗散和非互易耦合的系统。目前大多数研究都是利用非互易耦合来实现非厄米趋肤效应，而实际物理系统中非厄米的主要来源是增益或耗散。因此，如何在增益耗散或纯耗散系统中直接实现非厄米趋肤效应是一个亟待解决的问题。

       近日，物理系刘永椿副教授课题组提出耗散诱导的弗洛凯非厄米趋肤效应机制，基于周期耦合可以在增益耗散或纯耗散系统中直接实现非厄米趋肤效应，而不需要借助非互易耦合。例如，如图1所示，利用螺旋光学波导阵列，只需设计波导的增益耗散（或纯耗散）分布，就可以实现非厄米趋肤效应。

图1 基于螺旋光学波导阵列的耗散诱导非厄米趋肤效应示意图。（a）为模型图，一维螺旋波导沿锯齿形排列。其中红色代表无耗散波导，蓝色代表有耗散波导。（b）为直波导本征态的分布，不存在非厄米趋肤效应。（c）为螺旋波导本征态分布，存在非厄米趋肤效应。

       该机制还可推广到高维和高阶的情况。该研究工作表明，基于二维螺旋波导阵列，可实现一阶和二阶非厄米趋肤效应。利用二维锯齿形结构，可实现耗散诱导的一阶非厄米趋肤效应，对应系统所有的本征态都局域到同一个角上；利用二维蜂窝结构，可实现非厄米Haldane模型，具有耗散诱导趋肤-拓扑效应，这是一种二阶非厄米趋肤效应，其中只有拓扑边界态会局域到角上，而体态依然弥散在内部格点中。课题组的前期工作PRL 128, 223903 (2022)对该耗散诱导趋肤-拓扑效应进行了深入研究。

       该工作还给出了一维情况下非厄米周期系统中广义布里渊区的计算方法。通常情况下，计算广义布里渊区需要求解多元高次方程组，这在周期系统中难于实现，因为周期系统无法给出一个有效哈密顿量的解析表达式。该工作根据广义布里渊区可以重建体边对应关系的性质，提出通过匹配能谱来数值求解广义布里渊区的方法，能够成功地求解非平衡体系中的广义布里渊区。

       该研究成果以“Loss-induced Floquet non-Hermitian skin effect”为题发表于《物理评论B》（Physical Review B）的快报（Letter）栏目，并被选为Editors’ Suggestion。论文第一作者为物理系2020级博士生李耀华，通讯作者为物理系刘永椿副教授，论文合作者还包括北京理工大学物理学院路翠翠教授和香港大学物理系张霜教授。该研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部、清华大学低维量子物理国家重点实验室、量子信息前沿科学中心和广东省科技厅的资助。

       论文链接：https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.108.L220301