声子
- 基于二维声子晶体板共振声场的微粒操控*
工作中,利用二维声子晶体板的周期局域梯度场实现了大规模微粒的并行操控.其主要机制是由于黄铜平板刻蚀周期分布的正方体凸起构成的二维声子晶体板可激发板子固有的Lamb 波零阶反对称模式;其周期局域梯度场在平行于声子晶体板表面为驻波声场、在垂直于声子晶体板表面为局域梯度声场;该周期分布的局域声场可以对微粒产生平行于表面的声停驻力、垂直于表面的声吸引力.我们进一步构建了操控实验装置,利用压电陶瓷片激励二维声子晶体板,在实验中观察到了玻璃微球的捕获和排列现象,实现了
物理学报 2023年14期2023-07-27
- 基于第一性原理的单层WS2热输运特性研究
导率。其中，计算声子谱选用超胞法(5×5×1)，计算二阶力常数采用密度泛函微扰理论(density functional perturbation theory, DFPT)[16]，计算三阶力常数选用3×3×1超胞并考虑第三近邻原子。最后，利用ShengBTE软件求解BTE方程[17]，得到单层WS2的晶格热导率。本文计算得到二维纳米单层WS2的晶格热导率后，通过计算其声子色射曲线、声子群速度、声子寿命、格林艾森参数和三声子散射过程的加权相空间，以及累积
人工晶体学报 2023年2期2023-03-14
- 声子晶体中低频减振降噪技术及带隙特性研究
闷，难以降噪，而声子晶体技术因其特定频段带隙可设计性的特点，为齿轮箱减振降噪提供新的选择.声子晶体作为近年来用于装备减振降噪研究新热点，已被广泛应用于国防、航天、船舶、交通以及微电子领域.早在二十世纪八十年代，就有学者提出一种具有特殊带隙特性的功能材料，并将其命名为光子晶体[1,2].到了新世纪，学者在对周期变化的多材料复合结构进行研究时，发现弹性波在这些复合结构中传播时，周期结构内部形成独特的色散关系[3,4]，故此声子晶体的概念得以产生.声子晶体结构因
陕西科技大学学报 2023年1期2023-03-04
- SnSe2薄膜的载流子与声子动力学研究
豫过程，以及相干声子的动力学过程。1986年，Thomsen等[3]首次在半导体和金属膜中利用抽运探测技术探测到了相干声子。从此，各种材料中声波脉冲或相干声子的产生与测量逐渐依赖于抽运探测技术。国内外研究人员已在一系列固体薄膜材料中通过抽运探测技术探测到了相干声学声子，并深入研究了相干声学声子的产生和传播特性[4-10]。在不同材料体系中，超快激光脉冲激发相干声学声子的物理机制不尽相同。对于半导体超晶格，阱层里光生载流子产生的应力可激发布里渊区中心具有B2
光学仪器 2022年6期2023-01-15
- 声子散射通道对CaO和CaS异常热导率的影响
热量传递的载体，声子在半导体和绝缘体的热传输中发挥着主导作用[14].为了从微观角度掌握CaO、CaS热导率异常的物理本质，本文结合玻尔兹曼输运方程和第一性原理计算研究了CaM的导热系数，通过分析与模式相关的声子属性，阐明潜在散射机理，同时也为其他碱金属化合物的热控制提供有益借鉴.1 计算方法与模型本文所有第一性原理计算都基于密度泛函理论，在Vienna从头算模拟包(VASP)中实现.选择广义梯度近似中的Perdew-Burke-Ernzerhof(PBE
沈阳工业大学学报 2022年5期2022-10-06
- 铟掺杂对氮化镓热导率的影响
步计算了其不同的声子分支对材料热导率的贡献。1 计算方法本文使用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算，所有的计算数据都是采用GGA赝势中的PBE交换相关泛函，使用VASP软件结合其他相关软件进行计算。优化计算时采用7×7×4的Monkhorst-Pack[7]K点网格对布里渊区(Brillouin Zone, BZ)进行采样，并设置在能量低于10-8eV时收敛，平面波截断能设为600 eV。在进行热输运性质计算时，使用有限位移差分法计算简谐和非简谐(
江西科学 2022年4期2022-08-26
- 基于界面原子混合的材料导热性能*
.结果表明:由于声子的“桥接”机制,2 层和4 层界面原子混合能提高单一界面和少周期数的超晶格的热导率,但是在多周期体系中,具有原子混合时的热导率要低于完美界面时的热导率;界面原子混合会破坏超晶格中声子的相干性输运,一定程度引起热导率降低;完美界面超晶格具有明显的温度效应,而具有原子混合的超晶格热导率对温度的敏感性较低.1 引言随着半导体工业技术进入纳米尺度,高密度集成电路中的散热问题成为影响其寿命和效率的主要因素[1].由于纳米电子器件比表面积比较高,界
物理学报 2022年9期2022-05-26
- 表面共振圆环结构对Si纳米线热传导的调控
，如何有效地抑制声子输运来降低材料的热导率成为了热电领域亟待解决的难题. 当材料尺寸进入微纳尺度，由于尺寸效应的影响[2, 3]，其性质会受到极大的改变[4-6]. 研究表明，当Si从块材料变为纳米线或纳米薄膜时，热导率会降低一个数量级[7, 8]. 对材料在微纳米尺度进行结构设计，以进一步阻碍声子的传输，将有利于其热电效率[9-16]的提升.声子是晶格振动能量的量子化形式，它虽然是一种准粒子[16]，但也同时具备粒子性和波动性. 利用声子的粒子性，在材料
原子与分子物理学报 2022年5期2022-05-11
- 纳米尺度热物理中的声子弱耦合问题
新现象、新机制与声子弱耦合存在密切关联.本文介绍了声子弱耦合机制,以及相关的物理现象:低维体系中热导率的尺寸效应、声子双温度现象和范德瓦耳斯堆叠界面的高热阻等.同时概述了近年国内外学者对于这些新颖物理现象的前沿研究成果.对声子弱耦合目前面临的问题,例如理论模型如何加入声子波动性等,进行了简要讨论和展望.1 引言随着21 世纪初人类工业进入纳米时代,以芯片为代表的工业器件功率密度急剧增加,散热瓶颈成为制约其发展的主要因素.从科学的角度,微纳尺度热传导具有区别
物理学报 2022年8期2022-04-27
- 班荆道故
朝友，其子伍举与声子相善也。伍举娶于王子牟，王子牟为申公而亡，楚人曰：“伍举实送之。”伍举奔郑，将遂奔晋。声子将如晋，遇之于郑郊，班荆相与食，而言复故。——《左传·襄公二十六年》春秋时期，楚国伍参与蔡国子朝是好友，由于二人經常往来，他们的儿子伍举与声子延续了父辈的交情，也成了好朋友。有一年，伍举的岳父王子牟做了违法的事后从楚国逃跑了。有人传谣言称，是伍举帮王子牟逃走的。谣言越传越多，伍举因此受到牵连，也离开了楚国，打算经郑国到晋国去。当时，声子恰好也要去晋
青春期健康·家庭版 2022年4期2022-04-25
- 班荆道故
朝友，其子伍举与声子相善也。伍举娶于王子牟，王子牟为申公而亡，楚人曰：“伍举实送之。”伍举奔郑，将遂奔晋。声子将如晋，遇之于郑郊，班荆相与食，而言复故。——《左传·襄公二十六年》春秋时期，楚国伍参与蔡国子朝是好友，由于二人经常往来，他们的儿子伍举与声子延续了父辈的交情，也成了好朋友。有一年，伍举的岳父王子牟做了违法的事后从楚国逃跑了。有人传谣言称，是伍举帮王子牟逃走的。谣言越传越多，伍举因此受到牵连，也离开了楚国，打算经郑国到晋国去。当时，声子恰好也要去晋
青春期健康 2022年7期2022-04-18
- 多振子声子晶体的低频特性研究
06)0 引 言声子晶体是弹性常数和密度为周期性分布的材料组成的复合结构，由于其特殊的带隙特性，某些频率范围内的弹性波在声子晶体中传播时会被抑制，从而引起了研究人员的关注[1-2]。最先被提出的带隙形成机理是布拉格散射，研究表明布拉格散射型声子晶体第一带隙对应的波长与晶格常数处于同一量级，这就使得在较小尺寸下难以获得低频带隙。但局域共振型声子晶体[3]可以克服尺寸上的限制，刘正猷等首次得到一种晶格尺寸比禁带内声波波长小2个数量级的局域共振型声子晶体。因为带
人工晶体学报 2022年12期2022-02-01
- 韧带型声子晶体狄拉克锥特性研究
特性[3-4].声子晶体中周期性排列的宏观介质材料会对声波产生散射，令其形成具有周期性的能带结构[5-6].各能带之间的缝隙称为声子带隙，影响带隙参数的因素包括结构参数、材料参数、多相材料和界面参数等.改变声子晶体的设计参数可以实现对带隙结构的调整和操控，提高声子晶体减振降噪的效果[7-10].在某些声子晶体的简约布里渊区边界上，存在两条或多条能带线性地相交于一点的频散现象，此交点称为狄拉克点[11-12].在狄拉克点处将出现赝扩散传输、边缘态、震颤和声拓
上海交通大学学报 2021年11期2021-12-07
- 绝缘体上硅场效应晶体管热导率尺度效应模型
材料中传递热量的声子平均自由程,SOI器件的热生成机制与热扩散机理将变得极为复杂[5-10],自热效应对器件性能的影响变得更加显著[11-14]。目前对硅纳米薄膜热传输机理的研究尚不完善,进一步加深对硅纳米薄膜热导率尺度效应的理论研究显得尤为迫切。作为揭示纳米半导体器件热稳定性的关键基础,处于弹道输运状态下的纳米材料或结构的微尺度与纳尺度热传输过程被国内外研究者从数值模拟[15-18]、理论解析模型[19-22]与实验测试[23-25]等方面进行了广泛的研
西安交通大学学报 2021年9期2021-09-10
- 单面柱局域共振声子晶体低频带隙特性分析及结构改进研究
24)0 引 言声子晶体是指由两种或者两种以上不同力学性能的材料构成的周期结构功能材料，由于这种结构或者材料的周期性，某些特定范围频率的弹性波无法在其中传播，该频段范围称为声子带隙[1-2]。声子带隙产生的机理有两种：布拉格散射机理和局域共振机理。布拉格散射型声子晶体[3]，特点为弹性波在该周期结构内部的传播出现相互干涉，导致其传播受阻，表现出无法传播的现象。局域共振型声子晶体[4]，特点为在特定频率的弹性波激励下，各个散射体产生共振，并与弹性波长波行波相
人工晶体学报 2021年7期2021-08-23
- 金属/介质薄膜中声子热辐射的空间和各向异性研究
由于光子与介质中声子的耦合，产生表面声子激元(surface phonon polaritons, SPhP)[2]。在纳米尺度上实现场强局域，突破亚衍射限制。在红外波段对纳米光学器件有着深远的影响，包括各种红外器件[3]。声子是描述晶格振动的元激发，是当电磁波与晶格振动相互作用产生的强吸收。因此，通过光学人工微纳结构调控声子元激发，产生调控SPhP，可以得到比其他材料更优良的性质。在诸多介质材料中，SiO2是红外波段产生SPhP的优良极性介质材料[4]，
光谱学与光谱分析 2021年8期2021-08-17
- 不同周期结构硅锗超晶格导热性能研究*
同的周期结构下,声子分别以波动和粒子性质输运为主; 均匀周期超晶格热导率具有显著的尺寸效应和温度效应, 而梯度、随机周期Si/Ge 超晶格的热导率对样本总长度和温度的依赖性较小.1 引 言目前, 人类对能源的利用效率较低, 很大一部分能源以废热的形式被浪费掉.热电技术能够将废热直接转换成电能, 促进废热的二次利用, 是提高能源利用效率的有效手段[1−5].热电材料的热电效率由无量纲优值 Z T=(S2σT)/κ来评估, 其中,S是塞贝克系数,σ是电导率,κ
物理学报 2021年7期2021-05-07
- 局域共振声子晶体板的减振降噪研究
隙特性的局域共振声子晶体结构为解决这一问题提供了新的思路[1]。香港科技大学的Liu 等[2]在2000 年提出了局域共振声子晶体的新概念。近年来，针对局域共振单元的不同形式，国内外学者开展了大量的研究。Fang 等[3]对铝板上附加梁振子的声子晶体的两种带隙耦合机理进行了分析。Xiao 等[4-6]发现附加弹簧质量系统及梁振子的板具有很好的减振隔声效果。Wu等[7]通过在板上附加不同固有频率的悬臂梁得到了多个频率范围的带隙。圆柱形式的局域共振单元制造工艺
船舶力学 2021年4期2021-04-24
- 登山小鲁，锐意创新
——人工周期性结构材料的波控制
复合材料介质称为声子晶体。弹性波是由纵波和横波耦合的全矢量波，当弹性波频率位于禁带范围，波将被禁止传播。当存在点缺陷或者线缺陷时，会出现弹性波局域在点缺陷处，或者沿线缺陷传播等现象。声子晶体的概念由Kushwaha等(1993)提出，声子晶体弹性波禁带的实验观测最早来源于Martinez-Sala等(1995)对雕塑“流动的旋律”的声学特性研究。将声子极化激元概念进一步推广到介电体超晶格，出现了基质材料所不具备的微波波段的介电反常、反常电磁吸收、类布里渊散
人工晶体学报 2020年9期2020-10-21
- GaN基量子阱结构的界面光学声子及其电声相互作用性质的研究
的研究意义．光学声子对量子结构中的输运、散射过程具有较为重要的贡献．在极性晶体构成的量子结构，光学声子对热电子弛豫、电子的带间跃迁、室温下激子的复合与寿命、输运特性都起着非常重要的作用．因此，研究光学声子的特性对改进量子结构的光学声子具有较为重要的意义．目前，对光学声子的研究主要集中在以GaAs为代表的半导体及其量子结构，并取得一些重要结果[12-14]，但对GaN基量子结构中的光学声子特性及其影响因素的研究并不充分，部分已有的研究结果有待进一步完善．本文
高师理科学刊 2020年5期2020-06-23
- 浮置板下声子晶体隔振器带隙特性研究
橡胶隔振器.目前声子晶体在减振降噪领域的研究成果丰富，1993年，Kushwaha[6]在研究镍/铝二维固体周期复合介质时首次提出了声子晶体的概念；Koo等[7]将声子晶体引入管路系统中，将管路加周期弹性支撑，得到了弯曲振动带隙并进行实验验证，发现其带隙对弯曲振动有一定隔振效果；Sheng等[8]提出了声子晶体的局域共振带隙机理，这标志着声子晶体研究的重大突破；Yu等[9]率先将声子晶体理论引入到梁板类结构设计中，实现了利用带隙特性抑制一定频率范围内的振动
西南交通大学学报 2019年6期2019-12-16
- 声速对硅基氮化铝复合声子晶体带隙影响
022)0 引言声子晶体是一种密度和弹性常数呈周期性分布的新型结构[1-4]。声子晶体具有带隙特性，当弹性波传播经过时，由于其周期结构的作用，在一定频率范围(禁带)内，弹性波被禁止传播，而在其他频率范围(通带)内可以无损耗的传播[5]。声子晶体带隙特性在噪声抑制及隔离、精密仪器振动控制等方面具有广阔的应用前景[6-8]。声子晶体带隙特性的形成机理主要分为布喇格散射机理和局域共振机理两种[3]。其中布喇格散射机理形成的带隙主要受材料和结构参数两方面的影响。材
压电与声光 2019年5期2019-10-22
- 基于微机械加工工艺的声子晶体器件
49)1 引 言声子晶体是一种周期复合人工超材料，由于声子晶体具有独特声学禁带(PnBGs)[1-4]的特性，可以实现在微尺度上对弹性波的约束和控制。其中，声学禁带(弹性波频率在某些波段时，声子晶体禁止弹性波通过其本身传播)，是各种弹性波控制技术的基础。声学禁带的存在使声子晶体在弹性波控制领域有广泛应用，例如振动吸收[5-6]、噪声控制[7-8]、镜面[9]、谐振器[10-11]、波导[12-13]、滤波器[14]和其他的频率选择器件[15-16]。在日常
人工晶体学报 2019年8期2019-09-18
- 纳米机械谐振器耦合量子比特非厄米哈密顿量诱导的声子阻塞
,产生单个量子(声子).随后,清华大学Liu等[6]根据这个实验,研究了纳米机械谐振器(nanomechanical resonator,NAMR)中的声子阻塞效应.声子阻塞,顾名思义,类似于光子阻塞[7],是一种纯量子现象.这种现象是在非线性机械振荡器[8]中,第一个声子被外部驱动场激发,第二个声子被第一个声子阻挡导致不能传输.光子阻塞效应的一项重要应用是可以用于实现理想的单光子源[9,10],而声子阻塞效应同样可以作为实现单声子源的机制之一[11,12
物理学报 2019年11期2019-08-27
- 三维蜂窝状声子晶体的带隙优化研究*
1100)引 言声子晶体是内部组元的弹性常数、密度以及声速周期性变化的一种具有带隙的声学功能材料，当弹性波频率在声子晶体带隙范围内时，弹性波将被抑制或禁止传播，所以较宽的低频带隙对于减振降噪提供了新的方法和思路[1]。声子晶体由于在控制弹性波方面具有很好的物理特性，吸引了广泛的关注[2-3]。理论和实验结果都表明，声子晶体中可以出现完整的带隙[4-7]，这些带隙可以用来减振或者控制环境的噪音[8-10]，其中主要分为布拉格散射型[11-12]和局域共振型带
振动、测试与诊断 2019年3期2019-06-25
- 层状软声子晶体带隙及传输特性的主动调控
成的功能材料称为声子晶体[1-2]。基于固体能带理论，当波通过有限周期结构时，弹性波或声波在声子晶体带隙范围内能量会迅速呈指数衰减，因此声子晶体在滤波、隔震降噪等领域有着广泛的应用前景。对于此类材料带隙形成机理、分布特性以及相应的计算方法、实验测试等相关方面的研究也获得了国内外研究者极大的关注。声子晶体带隙结构主要由周期性材料的材料参数(弹性模量、剪切模量和密度等)、原胞周期性排列方式和组元材料的体积分数等因素决定。通过理论计算后选取合适的参数搭配，往往可
浙江工业大学学报 2019年4期2019-06-11
- 表面低配位原子对声子的散射机制*
有极高的表体比,声子-表面散射机制对声子的热输运性质起到关键作用.提出了表面低配位原子对声子的散射机制,并且结合量子微扰理论与键序理论推导出该机制的散射率.由于散射率正比于材料的表体比,这种散射机制对声子输运的重要性随着纳米结构尺寸的减小而增大.散射率正比于声子频率的4次方,所以这种散射机制对高频声子的作用远远强于对低频声子的作用.基于声子玻尔兹曼输运方程,计算了硅纳米薄膜和硅纳米线的热导率,发现本文模型比传统的声子-边界散射模型更接近实验值.此发现不仅有
物理学报 2019年8期2019-05-29
- 超短光脉冲诱导金刚石光学声子量子态的控制
动，称为光学相干声子，已在各种材料中得到控制。然而，通过经验理论对不同的实验证明了这种控制，然而却缺乏基于量子力学的统一理论。而东京工业大学的科学家成功地为这一现象制定了统一的理论，并在金刚石中进行了实验验证，其光学声子在量子信息技术中具有很大的应用潜力。当极短的光脉冲进入固体时，晶格中的原子开始振动。总的来说，原子的这种振动表现出波浪状和类似粒子的行为，而在量子力学中，这些振动被称为相干光学声子，因为它们是由光诱导并在相位上振荡的。声子可以确定固体的各种
超硬材料工程 2019年2期2019-03-18
- 我国科学家提出单向量子声子激光技术方案
跟超导比特耦合的声子谐振器，是连接转换光电信号和执行量子逻辑操作的关键部件。这类相干声子器件，在量子信息、纳米力学与热电材料、超灵敏传感及无损检测与地质勘探等诸多领域具广泛的应用价值。不过，这一关键部件的制造，存在着一个技术“困扰”，即信号质量和计算精度易受环境噪声的干扰甚至破坏。湖南师范大学物理与电子科学学院教授景辉，提出了一种单向量子声子激光技术，既能实现信号高保真度的定向放大，又可明显抑制反向噪声对芯片功能的干扰或损害。该技术方案不依赖材料非线性，方
仪器仪表用户 2019年2期2019-02-27
- Ⅰ-型笼合物Ba8Ga16Ge30笼的应变声子谱
引言电子晶体-声子玻璃材料提出后,笼合物成为研究热点[1-5],作为新型的热电材料,笼合物材料具有比以往材料较高的电导率,较低的热导率[6-11]。目前对Ⅰ-型笼合物的热导率研究取得很大进展。以研究Ga-Ge型材料为主,它们的热导率很低。20世纪初期Kuznetsov等[12]在研究 Ba8Gal6Ge30的高温热电性能时推测 Ba8Gal6Ge30在温度300～850 K的热导率大约为22.4 W/mK,在低温下其热导率更低。Hou等[13]实验发现B
山西大学学报（自然科学版） 2018年3期2018-09-04
- 声子角动量与手性声子∗
映刚体的运动,而声子——原子在平衡位置附近的振动,传统认为是没有角动量的,所以在爱因斯坦-德哈斯效应中没有被考虑.如果存在非零的声子角动量,那么总角动量中必须考虑声子的贡献,从而回磁比需要修正.图1 自由悬挂的铁磁体因磁化强度的改变而发生转动Fig.1.A mechanical rotation of a freely suspended body caused by the change in its magnetization.1.2 声子霍尔效应在发
物理学报 2018年7期2018-05-03
- 双能谷效应对N型掺杂Si基Ge材料载流子晶格散射的影响∗
振动能量的量子或声子.声子是玻色子,不具有物理动量,但是携带有准动量,并具有能量,是个准粒子.载流子在Si基Ge材料中被格波散射可以认为电子和声学声子或光学声子的相互作用.由量子力学理论可知,载流子在晶格中的运动会受到附加势场的作用,比如晶格振动产生的简谐微扰势、电离杂质产生的库仑势、无序合晶产生的相干势等[16].假设这些偏离理想周期势的附加势可以写成V(x,t),则系统的哈密顿量可以写成H=H0+V(x,t),其中H0为无微扰时的哈密顿量,通过求解含时
物理学报 2018年4期2018-03-26
- 多模光力系统中的非传统声子阻塞∗
比光子阻塞效应,声子阻塞效应[22]可以作为实现单声子源的机制之一.理论预言,当机械振子与二能级系统耦合时,在色散区[22−25]和共振区[26,27]都可以实现声子阻塞效应.然而除少数文献外[28−30],对于光力系统中声子统计性质的专门研究还比较少,如何在光力系统中实现声子阻塞还有待研究.多模光力系统作为光力系统的重要模型之一是目前研究的热点之一.研究发现,多模光力系统中可以出现很多独特的有趣现象,例如非线性作用增强[31,32]、高保真度量子态传输[
物理学报 2018年4期2018-03-26
- 掺杂硅纳米薄膜法向热导率的分子动力学模拟
体态硅热导率关于声子平均自由程的累积函数,发现对体态硅热导率主要贡献是声子平均自由程为2～2 000 nm的声子,而掺锗的体态硅中对热导率贡献约占80%的声子平均自由程为0.1～30 nm,远小于纯硅中对热导率主要贡献的声子平均自由程.硅纳米薄膜;热导率;掺杂;分子动力学;声子平均自由程;热导率累积函数微电子器件的日益小型化使得其特征尺寸已缩小至纳米量级.一方面,对高密度热量的有效转移已成为影响微电子器件工作性能和可靠性的关键因素,因而期望构成微电子器件的
东南大学学报（自然科学版） 2017年3期2017-06-13
- 二维声子晶体色散关系的大尺度晶格动力学计算
11189)二维声子晶体色散关系的大尺度晶格动力学计算魏志勇 蒋永强 毕可东 杨决宽 陈云飞(东南大学机械工程学院, 南京 211189)(东南大学江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室, 南京 211189)提出了一种计算大尺度原胞的晶格动力学方法,对光滑硅薄膜的声子色散关系进行了检验.在不考虑声子区域折叠效应的条件下,通过比较超原胞和单原胞模型计算的声子色散关系,证实了所提方法的正确性.运用该方法研究了二维孔状硅声子晶体的色散关系.进一步研究了硅声
东南大学学报（自然科学版） 2017年3期2017-06-13
- 我国纳米机电系统（NEMS）相关研究取得系列进展
用这种耦合实现了声子的相干操控。在实现了声子长程耦合、长程传递的基础上，量子数据总线研究需要实现对声子的相干操控。机械振动高阶模式研究对于超灵敏传感器、声子的相干操控具有重要意义。目前，国际上的多机械模式耦合相关研究主要集中在百千赫兹的低频谐振器方面，而要实现更灵敏的传感器、更快的声子操控，需要进一步提高谐振器的谐振频率。针对高频声子操控的难题，研究人员发现，单根碳纳米管中不同方向的振动模式都可以工作在百兆赫兹量级，这些振动模式可以通过额外加入一个参量驱动
军民两用技术与产品 2017年5期2017-04-25
- 声子晶体基础与应用
m+Khelif声子晶体是一种具有周期性结构的超构材料，它可以调控弹性波（声波）在固体中的传播，并拥有诸如声子禁带、缺陷态调控、负折射、完美透镜等许多新奇的物理特性。它在无线通信、传感器、声信号传播与超声成像等领域有非常广阔的利用空间，声波导与声空腔等物理器件也已经制备成功。与已成功发展了几十年的光子晶体不同，声子晶体的研究兴起于最近十年，可以说是一个方兴未艾的领域。本书的写作目的就是全面综述声子晶体领域最新的研究进展，包括理论、器件与实际应用。内容涵盖了
国外科技新书评介 2016年12期2017-04-17
- 单面柱声子晶体板低频带隙特性与机理分析
板结构局域共振型声子晶体带隙特性的影响，并通过计算单胞位移特征模式解释声子晶体带隙特性变化的物理机理.结果表明：散射体的密度和弹性模量以及散射体形状通过改变声子晶体单胞局域状态，对声子晶体带隙特性产生很大影响.总结声子晶体板结构低频带隙特性变化规律，为工程减振降噪提供参考.关键词： 声子晶体； 散射体； 基体； 带隙特性； 位移特征模式； 密度； 弹性模量； 减振降噪中图分类号： O481.1； TB535 文献标志码： A0 引 言声子晶体是由一种或几种
计算机辅助工程 2016年5期2016-11-25
- 类三角晶格固/固型声子晶体的带隙特性研究*
三角晶格固/固型声子晶体的带隙特性研究*赵寰宇1，曹学勤2，宋卫宾1，许子龙1(1.北京交通大学 工程力学研究所，北京 100044；2.内蒙古农业大学 理学院，呼和浩特 010018)首先划分7种类三角晶格声子晶体按三角点阵排列，然后利用平面波展开法计算了类三角晶格钢/环氧声子晶体的反平面模态能带结构，讨论了带隙各向同性和归一化半径对低频带隙的影响。结果表明，类三角晶格钢/环氧声子晶体可以打开不同频率段较宽带隙；选取归一化半径分别为0.34和0.38，使
功能材料 2016年9期2016-10-19
- 分析材料参数对二维固/固声子晶体能带结构的影响
参数对二维固/固声子晶体能带结构的影响李正伟周珺（兰州交通大学，甘肃兰州730070）应用平面波展开法（PWE）分析了材料参数对二维固/固声子晶体能带结构的影响，发现散射体的剪切模量和密度是影响声子晶体能带结构的主要因素，杨氏模量对声子晶体能带结构的影响极小。当散射体的剪切模量小于基体时，声子晶体出现了多条带隙；反之声子晶体的带隙在填充率较大时出现，且与基体的剪切模量差值越大，声子晶体的带隙越宽。当散射体的密度小于基体时，只有在填充率较大时出现带隙且极窄；
甘肃科技纵横 2016年4期2016-08-12
- 一维四元嵌构式声子晶体低频禁带特性研究
663099）声子晶体具有的声波禁带特性可以被应用于振动控制、隔音、声滤波器、波导、超声换能器等。因此，对声子晶体的研究成为电子晶体和光子晶体之后的又一种人工编织的周期性复合材料。理论设计出能在一定频率范围内抑制振动传播的声子晶体结构，对实现结构的声功能特性有着重要的意义［1］。根据声子晶体的周期排列形式，一般分为一维、二维和三维结构。其中一维声子晶体构造最为简单，所以在实际应用中的可能性最大。对一维声子晶体的研究已经在理论计算、模拟仿真和实验研究3个方
长江大学学报(自科版) 2015年22期2015-12-01
- 弹性波在对称准周期结构固/液声子晶体中的传播
人们广泛的关注。声子晶体(Phononic crystal, PnC)是由弹性介质周期交替排列形成的复合材料[1-3]。弹性波在其中传输时，由于结构的周期性而形成声子带隙[4-7](Acoustic Band Gap, ABG)，使频率落入声子带隙的弹性波被禁止传播。由于利用声子晶体的带隙能实现对弹性波的有效控制，故在声滤波、隔离噪声、减振，以及声学功能器件方面有着广泛的应用前景。在对周期性结构的声子晶体研究中，已经发现声子晶体与光子晶体类似，存在声子局域
振动与冲击 2014年15期2014-09-07
- 二维声子晶体负折射成像效应及其分辨率对比*
16000)二维声子晶体负折射成像效应及其分辨率对比*关珺珺，李 波，邓 科，赵鹤平(吉首大学物理与机电工程学院，湖南 吉首 416000)采用有限元分析方法，研究了声子晶体负折射现象与板厚度的关系.通过对比分析声子晶体单板成像系统和串联式声子晶体多板成像系统,结果发现多板系统的像点强度较强，但分辨率却高于单板系统.利用串联式声子晶体多板成像系统可以提高成像质量.声子晶体；负折射率；成像；分辨率声子晶体具有声波操控功能而受到人们的广泛关注.众所周知，声子晶
吉首大学学报（自然科学版） 2014年2期2014-09-05
- 声子色散对量子点中弱耦合磁极化子声子平均数的影响
结合的方法，研究声子和温度对球型量子点中极化子性质的影响，还研究了声子效应对球型量子点中量子比特性质的影响. 王贵文［9］等采用线性组合算符和幺正变换方法，研究非对称量子点中强耦合磁极化子的激发态性质.由于离子晶体中的晶格振动的频率和波矢有关，在一般情况下，处理离子晶体中的光学振动与带电粒子的相互作用时，一直将声子的频率视为常数，将长波限的频率代替不同波矢的频率.但实际上声子频率与波矢有关，它们之间的函数关系称为声子色散关系. 本文作者等［10］曾研究声子
原子与分子物理学报 2014年6期2014-07-13
- 声子晶体的负折射成像分析
051)近年来，声子晶体的负折射成像研究受到越来越多国内外学者的关注.刘正猷［1］等提出了局域共振型声子晶体具有显著不同的带隙特点，给声子晶体负折射成像提供了新思路.L.S.Chen［2］提出了只有存在部分禁带才有可能在声子晶体板中负折射成像.J.Li［3］等人用高斯光束仿真了声子晶体板的横、纵波模式负折射成像，从理论上探索了模式选择.C.Crognne［4-5］等人研究了钢柱-环氧树脂的二维声子晶体，从实验上证明了固/固式声子晶体也可以用作负折射成像.Z
中北大学学报(自然科学版) 2014年2期2014-01-23
- 声子晶体梁在燃料电池车副车架减振中的应用研究
可降低车内噪声。声子晶体为由两种或两种以上弹性介质组成、具有周期结构与弹性波带隙特性的功能材料或结构。声子晶体周期结构存在缺陷时，带隙频率范围内的弹性波会被局限在缺陷处，或沿缺陷传播。其中，多振子声子晶体与单振子相比，其带隙特性更丰富。因此，声子晶体尤其多振子声子晶体可用于控制弹性波的传播，所具有的带隙、缺陷态等特性使其在汽车减振降噪上潜在应用前景［4］广阔。陈源［5］以车身为模拟试验对象，通过研究周期性层状结构对车内噪声影响，验证了声子晶体带隙对车内低频
振动与冲击 2013年18期2013-09-15
- 一类声子晶体角梁的振动带隙研究
150001)声子晶体通过周期性地改变材料参数和(或)结构型式，能够产生不同中心频率和带宽的弹性波带隙(stop band)，在新型声学器械、精密机械手、高精度稳定平台等减振降噪领域具有潜在的工程应用价值。现有的声子晶体研究主要集中在带隙形成机理分析和带隙计算方法探索等［1-7］领域，而实际应用研究［8-9］则较为少见。所针对的研究对象基本上是单一构型的声子晶体，例如一维声子晶体杆、梁、轴［7，9-12］，以及二维声子晶体格栅和板等［5-6］，而对实际应
振动与冲击 2013年16期2013-09-10
- 金属铌声子发散谱、电声耦合和超导转变温度的研究
陈秋成（衡阳师范学院 物理与电子信息科学系，湖南 衡阳 421008）0 IntroductionThe solving of many－particle schrödinger equation is a key problem of quantum mechanics.Density functional theory （DFT）［1－2］is a suitable method aiming to this topic.The main idea o
衡阳师范学院学报 2012年6期2012-10-10
- 基于噪声控制的一维声子晶体研究进展
于噪声控制的一维声子晶体研究进展邱学云，黄亚伟，胡家光，施秀萍（文山学院 数理系，云南 文山 663000）声子晶体是一种具有弹性波带隙的周期性新型复合材料，它具有特殊的带隙特性和声学特性，具有潜在应用价值.文章简要分析了一维声子晶体的三种基本结构及其三种简化模型，对一维声子晶体在隔音应用和车内噪声控制两方面的研究成果进行概述，为深入一维声子晶体在噪声控制方面的应用研究提供依据.一维声子晶体；带隙特性；噪声控制人们的身心健康时刻会受到噪声的影响，因此人们一
红河学院学报 2012年2期2012-08-15
- 一维声子晶体中弹性波的全反射贯穿效应
400067)声子晶体的概念是Kushwsha等人于1993年提出的。所谓声子晶体就是其密度和弹性常数呈周期性变化的人造带隙材料。弹性波在声子晶体中传播时会与声子晶体的周期结构发生相互作用，从而产生带隙。由于利用声子晶体的带隙可以十分方便地控制声波的传播，因此声子晶体在现代科学技术上有着十分广泛的应用前景。这使得对声子晶体的研究成为目前声学的前沿领域内一个活跃的问题。目前对一维声子晶体的研究中，在研究方法、带隙特性、缺陷模特性以及滤波理论等方面都取得了丰
振动与冲击 2012年1期2012-06-05
- 一维声子晶体带隙研究概述
63000)一维声子晶体带隙研究概述邱学云(文山学院数理系,云南文山663000)文章对声子晶体的概念、基本特征和分类进行简要概述.总结分析一维声子晶体的三种简化模型和一维声子晶体的计算方法及其带隙研究成果.展望一维声子晶体在低频振动、噪声控制、抗振防震方面的应用可能,为深入研究一维声子晶体提供依据.一维声子晶体;能带结构;带隙半导体中的电子与周期分布的原子势场相互作用,使得半导体形成电子带隙,即电子能带间的频率范围,也叫电子禁带,人为设计能够控制电子的流
红河学院学报 2011年2期2011-12-27
- 量子棒中磁极化子的回旋共振特性和光学声子平均数
上述工作均未涉及声子效应。然而，由于大多数的纳米结构是离子晶体或极性材料，电子-声子耦合强烈的影响着它们的物理性质［8］，因此，近年来，量子棒中电子-声子相互作用的问题也逐渐引起人们的重视。Comas等［9］用连续介质理论分析了半导体量子棒中表面极化子的光学声子的性质，并将计算出来的结果与球形量子点和准球形量子点进行了比较;最近，Wang等［10］研究了量子棒中弱耦合极化子的基态能量;巴燕燕等［11］研究了在非均匀抛物限制势下量子棒中弱耦合杂质束缚极化子的
河北科技师范学院学报 2011年4期2011-10-10
- 基于声子晶体的声表面波器件研究进展
体的禁带效应，即声子带隙材料或声子晶体[3]。因此，同光子晶体对光波的传播控制一样，声子晶体也可用于弹性波的传播控制，在新型声学器件等领域具有广阔的应用前景[3]。声子晶体对于声波在传播过程中的控制同样适用于声表面波，因此，近些年来，研究声表面波在声子晶体中的传播特性成为声表面波技术领域的一大热点，将声子晶体技术与声表面波技术相结合，有望获得声表面波微传感器等诸多性能优异的通信器件[4-5]。目前，有许多国际课题研究组都展开了基于声子晶体的声表面波器件研究
电子设计工程 2011年10期2011-03-14
- 卷首语
举也与子朝的儿子声子相友善。伍举娶了王子牟的女儿做妻子，王子牟当申邑长官后获罪逃亡。楚国人说:“伍举一定护送过他。”伍举逃亡到了郑国，打算再逃亡到晋国。声子要到晋国去，他在郑国都城的郊外碰到了伍举，声子说:“您走吧，我一定要让您回楚国。”声子到晋国去当使节，回国时到了楚国。楚国令尹子木问声子：“晋国的大夫和楚国大夫比谁更贤明些?”声子回答说：“晋国的卿比不上楚国，但是它的大夫却很贤明，都是做卿的人才。虽然楚国有人才，实际上却是晋国在使用他们。”子木说:“难
资治文摘 2008年6期2008-06-14