Topological photonics provides exceptional opportunities to control electromagnetic waves with a great potential for applications. Most of the proposed photonic systems support topological edge states with fixed parameters, thus hindering their practical applications. The study of nonlinear and tunable effects in topological systems enlarges applications of topological phenomena. Here, we propose an approach for the manipulation of photonic topological edge states based on temperature tuning. We design and demonstrate experimentally topological zigzag arrays composed of high-index resonators. The resonators are fabricated from ferroelectrics that brings an opportunity to dynamically change their permittivity by heating. We study the emergence of topological edge states in zigzag arrays of ferroelectric particles supporting the Mie resonances and demonstrate the topological transition induced by heating individual resonators in the array.

1.
L.
Lu
,
J. D.
Joannopoulos
, and
M.
Soljačić
,
Nat. Photonics
8
,
821
(
2014
).
2.
T.
Ozawa
,
H. M.
Price
,
A.
Amo
,
N.
Goldman
,
M.
Hafezi
,
L.
Lu
,
M. C.
Rechtsman
,
D.
Schuster
,
J.
Simon
,
O.
Zilberberg
, and
I.
Carusotto
,
Rev. Mod. Phys.
91
,
015006
(
2019
).
3.
M. Z.
Hasan
and
C. L.
Kane
,
Rev. Mod. Phys.
82
,
3045
(
2010
).
4.
Z.
Wang
,
Y.
Chong
,
J. D.
Joannopoulos
, and
M.
Soljačić
,
Nature
461
,
772
(
2009
).
5.
M.
Hafezi
,
E. A.
Demler
,
M. D.
Lukin
, and
J. M.
Taylor
,
Nat. Phys.
7
,
907
(
2011
).
6.
A. B.
Khanikaev
,
S.
Hossein Mousavi
,
W. K.
Tse
,
M.
Kargarian
,
A. H.
MacDonald
, and
G.
Shvets
,
Nat. Mater.
12
,
233
(
2013
).
7.
M. C.
Rechtsman
,
J. M.
Zeuner
,
Y.
Plotnik
,
Y.
Lumer
,
D.
Podolsky
,
F.
Dreisow
,
S.
Nolte
,
M.
Segev
, and
A.
Szameit
,
Nature
496
,
196
(
2013
).
8.
M.
Hafezi
,
S.
Mittal
,
J.
Fan
,
A.
Migdall
, and
J. M.
Taylor
,
Nat. Photonics
7
,
1001
(
2013
).
9.
L. H.
Wu
and
X.
Hu
,
Phys. Rev. Lett.
114
,
223901
(
2015
).
10.
X.
Cheng
,
C.
Jouvaud
,
X.
Ni
,
S. H.
Mousavi
,
A. Z.
Genack
, and
A. B.
Khanikaev
,
Nat. Mater.
15
,
542
(
2016
).
11.
A.
Slobozhanyuk
,
S. H.
Mousavi
,
X.
Ni
,
D.
Smirnova
,
Y. S.
Kivshar
, and
A. B.
Khanikaev
,
Nat. Photonics
11
,
130
(
2017
).
12.
Y.
Yang
,
Z.
Gao
,
H.
Xue
,
L.
Zhang
,
M.
He
,
Z.
Yang
,
R.
Singh
,
Y.
Chong
,
B.
Zhang
, and
H.
Chen
,
Nature
565
,
622
(
2019
).
13.
D.
Smirnova
,
D.
Leykam
,
Y.
Chong
, and
Y.
Kivshar
,
Appl. Phys. Rev.
7
,
021306
(
2020
).
14.
A.
Szameit
,
D.
Blömer
,
J.
Burghoff
,
T.
Schreiber
,
T.
Pertsch
,
S.
Nolte
,
A.
Tünnermann
, and
F.
Lederer
,
Opt. Express
13
,
10552
(
2005
).
15.
Y.
Yu
,
Y.
Chen
,
H.
Hu
,
W.
Xue
,
K.
Yvind
, and
J.
Mork
,
Laser Photonics Rev.
9
,
241
(
2015
).
16.
Z.
Zhang
,
R.
Wang
,
Y.
Zhang
,
Y. V.
Kartashov
,
F.
Li
,
H.
Zhong
,
H.
Guan
,
K.
Gao
,
F.
Li
,
Y.
Zhang
, and
M.
Xiao
,
Nat. Commun.
11
,
1902
(
2020
).
17.
Y.
Ota
,
R.
Katsumi
,
K.
Watanabe
,
S.
Iwamoto
, and
Y.
Arakawa
,
Commun. Phys.
1
,
86
(
2018
).
18.
N. A.
Olekhno
,
E. I.
Kretov
,
A. A.
Stepanenko
,
P. A.
Ivanova
,
V. V.
Yaroshenko
,
E. M.
Puhtina
,
D. S.
Filonov
,
B.
Cappello
,
L.
Matekovits
, and
M. A.
Gorlach
,
Nat. Commun.
11
,
1436
(
2020
).
19.
D. A.
Dobrykh
,
A. V.
Yulin
,
A. P.
Slobozhanyuk
,
A. N.
Poddubny
, and
Y. S.
Kivshar
,
Phys. Rev. Lett.
121
,
163901
(
2018
).
20.
M. A.
Bandres
,
S.
Wittek
,
G.
Harari
,
M.
Parto
,
J.
Ren
,
M.
Segev
,
D. N.
Christodoulides
, and
M.
Khajavikhan
,
Science
359
,
aar4005
(
2018
).
21.
S.
Kruk
,
A.
Poddubny
,
D.
Smirnova
,
L.
Wang
,
A.
Slobozhanyuk
,
A.
Shorokhov
,
I.
Kravchenko
,
B.
Luther-Davies
, and
Y.
Kivshar
,
Nat. Nanotechnol.
14
,
126
(
2019
).
22.
T.
Cao
,
L.
Fang
,
Y.
Cao
,
N.
Li
,
Z.
Fan
, and
Z.
Tao
,
Sci. Bull.
64
,
814
(
2019
).
23.
M. I.
Shalaev
,
S.
Desnavi
,
W.
Walasik
, and
N. M.
Litchinitser
,
New J. Phys.
20
,
023040
(
2018
).
24.
Z. A.
Kudyshev
,
A. V.
Kildishev
,
A.
Boltasseva
, and
V. M.
Shalaev
,
ACS Photonics
6
,
1922
(
2019
).
25.
J. W.
You
,
Q.
Ma
,
Z.
Lan
,
Q.
Xiao
,
N. C.
Panoiu
, and
T. J.
Cui
,
Nat. Commun.
12
,
5468
(
2021
).
26.
A.
Poddubny
,
A.
Miroshnichenko
,
A.
Slobozhanyuk
, and
Y.
Kivshar
,
ACS Photonics
1
,
101
(
2014
).
27.
I. S.
Sinev
,
I. S.
Mukhin
,
A. P.
Slobozhanyuk
,
A. N.
Poddubny
,
A. E.
Miroshnichenko
,
A. K.
Samusev
, and
Y. S.
Kivshar
,
Nanoscale
7
,
11904
(
2015
).
28.
A. P.
Slobozhanyuk
,
A. N.
Poddubny
,
A. E.
Miroshnichenko
,
P. A.
Belov
, and
Y. S.
Kivshar
,
Phys. Rev. Lett.
114
,
123901
(
2015
).
29.
S.
Kruk
,
A.
Slobozhanyuk
,
D.
Denkova
,
A.
Poddubny
,
I.
Kravchenko
,
A.
Miroshnichenko
,
D.
Neshev
, and
Y.
Kivshar
,
Small
13
,
1603190
(
2017
).
30.
W. P.
Su
,
J. R.
Schrieffer
, and
A. A.
Heeger
,
Phys. Rev. Lett.
42
,
1698
(
1979
).
31.
H. T.
Schomerus
,
Opt. Lett.
38
,
1912
1914
(
2013
).
32.
C. W.
Ling
,
M.
Xiao
,
C. T.
Chan
,
S. F.
Yu
, and
K. H.
Fung
,
Opt. Express
23
,
2021
2031
(
2015
).
33.
Y.
Hadad
,
A. B.
Khanikaev
, and
A.
Alù
,
Phys. Rev. B
93
,
155112
(
2016
).
34.
M. D.
Liberto
,
A.
Recati
,
I.
Carusotto
, and
C.
Menotti
,
Phys. Rev. A
94
,
062704
(
2016
).
35.
M. A.
Gorlach
and
A. N.
Poddubny
,
Phys. Rev. A
95
,
053866
(
2017
).
36.
Y.
Hadad
,
J. C.
Soric
,
A. B.
Khanikaev
, and
A.
Alù
,
Nat. Electron.
1
,
178
182
(
2018
).
37.
S. R.
Pocock
,
X.
Xiao
,
P. S.
Huidobro
, and
V.
Giannini
,
ACS Photonics
5
,
2271
2279
(
2018
).
38.
S. R.
Pocock
,
P. A.
Huidobro
, and
V.
Giannini
,
Nanophotonics
8
,
1337
1347
(
2019
).
39.
M.
Bello
,
G.
Platero
,
J. I.
Cirac
, and
A.
González-Tudela
,
Sci. Adv.
5
,
eaaw0297
(
2019
).
40.
D.
Leykam
and
D. A.
Smirnova
,
Nat. Phys.
17
,
632
638
(
2021
).
41.
D. V.
Zhirihin
and
Y. S.
Kivshar
,
Small Sci.
1
,
2100065
(
2021
).
42.
A. P.
Slobozhanyuk
,
A. N.
Poddubny
,
I. S.
Sinev
,
A. K.
Samusev
,
Y. F.
Yu
,
A. I.
Kuznetsov
,
A. E.
Miroshnichenko
, and
Y. S.
Kivshar
,
Laser Photonics Rev.
10
,
656
(
2016
).
43.
A.
Tripathi
,
S.
Kruk
,
Y.
Shang
,
J.
Zhou
,
I.
Kravchenko
,
D.
Jin
, and
Y.
Kivshar
,
Nanophotonics
10
,
435
(
2020
).
44.
T. H.
Harder
,
M.
Sun
,
O. A.
Egorov
,
I.
Vakulchyk
,
J.
Beierlein
,
P.
Gagel
,
M.
Emmerling
,
C.
Schneider
,
U.
Peschel
,
I. G.
Savenko
,
S.
Klembt
, and
S.
Höfling
,
ACS Photonics
8
,
1377
(
2021
).
45.
M.
Pieczarka
,
E.
Estrecho
,
S.
Ghosh
,
M.
Wurdack
,
M.
Steger
,
D. W.
Snoke
,
K.
West
,
L. N.
Pfeiffer
,
T. C. H.
Liew
,
A. G.
Truscott
, and
E. A.
Ostrovskaya
,
Optica
8
,
1084
(
2021
).
46.
P.
St-Jean
,
V.
Goblot
,
E.
Galopin
,
A.
Lemaître
,
T.
Ozawa
,
L.
Le Gratiet
,
I.
Sagnes
,
J.
Bloch
, and
A.
Amo
,
Nat. Photonics
11
,
651
(
2017
).
47.
S.
Gladyshev
,
K.
Frizyuk
, and
A.
Bogdanov
,
Phys. Rev. B
102
,
075103
(
2020
).
48.
M.
Tsimokha
,
V.
Igoshin
,
A.
Nikitina
,
M.
Petrov
,
I.
Toftul
, and
K.
Frizyuk
, arXiv:2110.11220 (
2021
).
49.
E. A.
Nenasheva
,
N. F.
Kartenko
,
I. M.
Gaidamaka
,
O. N.
Trubitsyna
,
S. S.
Redozubov
,
A. I.
Dedyk
, and
A. D.
Kanareykin
,
J. Eur. Ceram. Soc.
30
,
395
(
2010
).
50.
Y.
Xu
,
Ferroelectric Materials and Their Applications
(
North Holland
,
Amsterdam
1991
).
You do not currently have access to this content.