二维声子晶体的带隙结构和缺陷态研究

来源 :中南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hguhV
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文通过对二维固体一固体、液体一液体型声子晶体模型的理论计算,研究了组元物性参数和空间几何微结构对声子晶体带隙结构的影响,并通过二组元体系中的空腔点、线缺陷,以及三组元体系中的缺陷探讨了声子晶体中的局域化现象。主要内容如下: 首先,通过平面波展开将弹性波理论推广到了二维复合介质情况,并具体推导了固体-固体、液体(气体)-液体(气体)型声子晶体结构的本征方程,给出了插入体方柱按正方形和三角形排列、以及方柱转动时的结构函数。 其次,利用平面波展开法研究了钨-环氧树脂和碳-环氧树脂所组成的二维固体-固体型声子晶体的能带结构,对插入体方柱转动所引起的带隙结构变化也进行了探讨,方柱的排列分正方形排列和三角形排列两种情况。研究结果表明:带隙结构与材料的物性参数密切相关,不同的材料组合形成的带隙不同;在相同的排列下,不同材料组合的带隙宽度随填充率的变化规律基本相同;在相同的填充率下,方柱按三角形排列较其按正方形排列时更容易得到宽带隙;插入体方拄的转动对带隙的宽度也会产生影响。 再次,运用基于平面波的超元胞方法,研究了二组元水-水银和四氯化碳-水银等液体-液体型声子晶体空腔点缺陷和空腔线缺陷的带结构,以及缺陷柱填充率对带结构的影响。研究结果表明:水-水银体系所形成的带隙明显比四氯化碳-水银体系的宽,且两者所形成的本征缺陷态都是局域化的。因此,点缺陷可用作声滤波器,线缺陷可用作声波导。改变二组元体系中的缺陷柱填充率,缺陷带的频率位置和宽度都会随之变化。 最后,研究了四氯化碳/水-水银和水/四氯化碳-水银等三组元液体-液体型声子晶体的带结构。其中,第三组元是以缺陷方式引入到二组元体系中的。研究表明:在二组元声子晶体中引入第三组元点缺陷/线缺陷后,原带隙(二组元体系)的频率位置、宽度改变不明显,但会在原带隙中出现缺陷态/带;缺陷态/带的频率主要受第三组元材料物性参数和几何参数的影响;改变第三组元缺陷柱的填充率,缺陷带的频率位置和宽度都会发生改变。这些缺陷态也是局域化的。
其他文献
近年来,磁电阻效应因其重要的理论价值和广泛的商业应用前景而成为凝聚态物理和材料科学的研究热点。其中高自旋极化氧化物因其具有接近100%的自旋极化率而备受关注,因为由这类
本文主要研究了电化学沉积法制备纳米复合结构热电材料的薄膜,分别研究了纳米颗粒掺入后对Bi膜和Bi2Te3膜的电化学特性、形貌、晶粒大小、成分、相结构和导电性的影响规律。另
该文研究了CT成像的常用算法:滤波反投影算法和代数迭代算法.详细分析了影响滤波反投影算法图像重建质量的基本因素(滤波函数的选取,投影数,抽样间距,噪音的大小)和代数重建
磁场重联是太阳系等离子体物理学中一个十分重要的研究课题,也是空间等离子体和实验室等离子体中普遍存在的基本物理现象。磁场重联理论广泛地用于研究太阳系等离子体中观测