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文檔簡介
1、聲子晶體是在對電子在天然晶體和超晶格中的運動,以及電磁波在光子晶體中傳播的研究基礎上提出的新概念。對聲子晶體的研究有著豐富的物理意義和廣闊的應用前景。本文運用時域有限差分法(FDTD)對二維固/液聲子晶體進行了理論計算,研究了二組元、三組元,以及它們的組合結構的帶隙特征和缺陷對帶隙的調節(jié)作用,具體內容如下: 首先,把光子晶體研究中使用的時域有限差分法推廣到聲子晶體研究中,在彈性波理論的基礎上,系統(tǒng)地推導了二維聲子晶體時域有限差分
2、法。 其次,研究了固/液二組元正方形排列聲子晶體完整體系和缺陷體系的帶結構,以及組分材料物性參數對帶隙的影響。發(fā)現:聲子晶體最低帶隙結構與組分材料物性參數及其填充率密切相關,基體的λ值和散射體與基體的密度比越大,最低帶隙就越寬;若在聲子晶體中引入適當的點缺陷,原完整結構的最低帶隙中可能出現缺陷態(tài),缺陷態(tài)的頻率受缺陷柱的大小、位置、材料屬性調節(jié),并且這些缺陷態(tài)都是局域化的。 再次,研究了三組元橡膠/鐵/水包層體系的帶結構,
3、發(fā)現:包層體系較鐵/水二組元體系更容易得到寬的低頻帶隙,且低頻帶隙寬度與包層圓柱的填充率和包層的厚度密切相關,較大的填充率和較大的包層厚度會導致較寬的低頻帶隙,這種變化主要體現為低頻帶隙的高頻邊沿變化,而低頻邊沿變化很??;包層體系中引入空腔線缺陷后,在原完整結構的最低帶隙中會出現缺陷帶,缺陷帶的頻率與線缺陷的寬度密切相關,線缺陷越寬,缺陷帶越大。 最后,研究了鐵/水、橡膠/鐵/水的組合結構帶隙,發(fā)現:組合結構的帶隙明顯具有其分結
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