一維壓電聲子晶體熱輸運性質(zhì)的理論研究.pdf

1、本文研究了具有壓電特性的周期性和準周期性超晶格結構中聲學聲子的透射能譜。按照聲子晶體的概念，這兩種超晶格可以被看作是一維聲子晶體和準一維聲子晶體。文中選取了具有纖鋅礦對稱性和閃鋅礦對稱性的Ⅲ-Ⅴ族氮化物A1N和GaN作為聲子晶體的組元，采用連續(xù)力學模型模擬了聲學聲子的運動。其中，為了研究在應力場條件下壓電極化場對聲子透射能譜的影響，對材料中的電磁場作了準靜態(tài)近似。在文中規(guī)定x軸垂直于層狀介質(zhì)的交界面，同時規(guī)定z軸與纖鋅礦對稱性下的6重軸

2、或閃鋅礦對稱性下的4重軸相重合。本文使用傳遞矩陣方法使得聲子透射系數(shù)的表達顯得直觀清晰。由于在模擬聲子運動的過程中考慮了表面波對聲子輸運的影響，因此本文使用了4×4階傳遞矩陣來研究出射模式與入射模式之間的關系。數(shù)值計算結果表明，只要介質(zhì)層數(shù)達到一定的數(shù)目，無論是在周期性結構還是準周期性結構中都可以對頻率為1011Hz左右的聲子產(chǎn)生禁帶效應。另外，相比于纖鋅礦對稱性，閃鋅礦對稱性下聲子透射能譜的導帶邊緣發(fā)生了明顯的藍移。同時本文還詳細討論