近日，太阳成集团tyc33455机械学院杨天智教授课题组联合新加坡国立大学仇成伟教授团队、北京理工大学董浩文副教授团队，在双层摩尔弹性超表面的单向极化和全方向平带调控相关研究中取得重要突破，相关成果以“Twist-on-twist moiré elastic metasurfaces”为题，发表在国际著名期刊 Physical Review Letters 上。太阳成集团tyc33455机械工程学院为第一完成单位，杨天智教授、仇成伟教授和北京理工大学董浩文副教授为共同通讯作者，太阳成集团tyc33455博士生李孟寒和何宽为共同一作。哈尔滨工业大学陈立群教授、太阳成集团tyc33455韩承霖和北京理工大学任志文也对论文作出了重要贡献。
摩尔超表面是通过在叠加的周期性结构之间引入相对扭转而构建的，由此产生了一系列独特的物理现象。其周期性特征赋予体系多种效应，包括光的拓扑态、精确的光子色散控制，以及光波与声波的局域化和渠化传播。然而，与声学和电磁超材料不同，弹性介质支持剪切、拉伸和弯曲运动，这些运动的模态相互作用使弹性波的调控变得复杂。课题组提出了一种“扭曲-超表面-扭曲”弹性摩尔超表面，实现了弹性波的“全魔角”现象，其特征在于：在任意方向均可形成能够支持低损耗的平面外弹性波高效传播的平带。此外，该超表面首次在弹性波领域实现了弹性波的单向极化。单胞的扭转效果的引入使得该摩尔超表面在打破面内对称性前提下进一步打破面外对称性，从而引导弹性波实现可控的双曲线到椭圆（H2E）拓扑转变。研究为设计可控弹性波开辟了新的途径，为可调弹性堆叠系统中的拓扑转换铺平了道路，促进了先进弹性体器件的部署。
在“扭曲-堆-扭曲”弹性摩尔超表面上实现的单向极化和全方向“魔角”；a,“扭曲-堆-扭曲”弹性摩尔超表面。b,传统的柱状单胞和对应摩尔超表面产生的部分“魔角”；c,扭曲状单胞和对应摩尔超表面产生的单向极化以及全方向“魔角”
以上工作获得国家自然科学基金项目、国家自然科学基金科学中心项目、中央高校基本科研业务费项目等的支持。
