Resumen en español

En el presente trabajo se investigan los efectos elasto-electrodinámicos que surgen en sistemas que tienen una topológica no trivial y al mismo tiempo exhiben propiedades piezoeléctricas. En el marco de la electrodinámica del axion y con ayuda del formalismo de la teoría de la elasticidad se propone una acción para describir la respuesta elasto-electrodinámica de un aislante topológico piezoeléctrico. Demostramos que las polarizaciones asociadas a las deformaciones del material y a los estados superficiales que caracterizan el aislante topológico reestructuran las ecuaciones de Maxwell-Lorentz y las relaciones constitutivas. Esto se manifiesta en un acoplamiento entre los campos elásticos y electrodinámicos que involucran efectos magnetoeléctricos. Se muestra a detalle como las ecuaciones de movimiento que describen el comportamiento de los modos superficiales de Bleustein-Gulyaev (B-G) se reestructuran al considerar las propiedades topológicas en cristales piezoeléctricos que pertenecen a la clase 𝐶6𝑣. Se observa que las propiedades topológicas introducen una corrección de segundo orden en la constante de estructura fina 𝛼 sobre el factor de acople electromecánico del material. Por otro parte, se demuestra que las ecuaciones características que describen los modos guiados piezoeléctricos electro elásticos antisimétricos y simétricos que aparecen en una placa piezoeléctrica 𝐶6𝑣 de aislante topológico, también experimentan la misma corrección. Se encuentra que, para un orden dado del modo guiado, el cambio de frecuencia que induce la corrección topológica se incrementa con el vector de onda, mientras que, para un valor dado del vector de onda, el cambio de frecuencia correspondiente aumenta con el orden del modo guiado. Adicionalmente, realizamos una extensión de todo este formalismo para estudiar el comportamiento de las ondas B-G en un cristal piezoeléctrico semi-infinito de aislante topológico en contacto con líquidos viscosos. Encontramos que la corrección que introducen las propiedades topológicas en la velocidad de fase y la atenuación de estas ondas crece con la frecuencia y decrece con la viscosidad del líquido.