搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

复合兰姆波声子晶体中超宽部分禁带

丁红星 沈中华 李加 祝雪丰 倪晓武

复合兰姆波声子晶体中超宽部分禁带

丁红星, 沈中华, 李加, 祝雪丰, 倪晓武
PDF
导出引用
导出核心图
  • 兰姆波在声子晶体薄板中的传播特性因其在无损检测、 减振技术和传感器件等领域的潜在应用价值而受到越来越多的关注. 本文采用超原胞平面波展开法和有限元法系统地研究了复合对称结构声子晶体薄板中的兰姆波超宽部分禁带. 结果表明: 对于在薄板侧面对称地嵌入双层矩形空气柱构成的复杂系统, 低阶兰姆波部分带隙结构极为丰富. 将晶格常数(L)和板厚(H) 比值具有匹配关系的兰姆波声子晶体衔接构成复合结构, 低阶兰姆波部分禁带宽度因各组分结构的部分禁带交叠而得到显著拓宽, 可在低频超宽频带内实现对特定低阶兰姆波模式良好的模式选择功能. 该研究结果对兰姆波缺陷无损检测中模式优化选择及兰姆波单向导通器件设计等方面具有重要意义.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11274175, 61108013),教育部新世纪优秀人才基金和华中科技大学鸟巢计划资助的课题.
    [1]

    Kushwaha M S, Halevi P, Dobraynski L 1993 Phys. Rev. Lett. 71 2022

    [2]

    Kafesaki M, Sigalas M, Garcia N 2000 Phys. Rev. Lett. 85 4044

    [3]

    Liu Q N 2011 Acta Phys. Sin. 60 034301 (in Chinese) [刘启能 2011 物理学报 60 034301]

    [4]

    Gao G Q, Ma S L, Jin F, Jin D F, Lu T J 2010 Acta Phys. Sin. 59 393 (in Chinese) [高国钦, 马守林, 金峰, 金东范, 卢天健 2010 物理学报 59 393]

    [5]

    Qiu C Y, Zhang X D, Liu Z Y 2005 Phys. Rev. E 71 054302

    [6]

    Chen J J, Zhang K W, Gao J, Cheng J C 2006 Phys. Rev. B 73 094307

    [7]

    Gao J, Zou X Y, Cheng J C, Li B W 2008 Appl. Phys. Lett. 92 023510

    [8]

    Hou Z L, Assouar B M 2008 Phys. Lett. A 372 2091

    [9]

    Vasseur J O, Deymier P A, Djafari R B 2008 Phys. Rev. B 77 085415

    [10]

    Hou Z L, Assouar B M 2008 J. Phys. D 41 215102

    [11]

    Zhang X Y, Jackson T, Lafond E, Deymier P, Vasseur J 2006 Appl. Phys. Lett. 88 041911

    [12]

    Khelif A, Deymier P A, Djafari-Rouhani B, Vasseur J O, Dobrzynski L 2003 J. Appl. Phys. 94 1308

    [13]

    Hsu J C, Wu T T 2007 Appl. Phys. Lett. 90 201904

    [14]

    Sun J H, Wu T T 2007 Phys. Rev. B 76 104304

    [15]

    Wu T C, Wu T T, Hsu J C 2009 Phys. Rev. B 79 104306

    [16]

    Oudich M, Li Y, Assouarl B M, Hou Z L 2010 New J. Phys. 12 083049

    [17]

    Chen J J, Qin B, Chan H.L.W 2008 Solid State Commun. 146 491

    [18]

    Chen J J, Feng Y, Chan H.L.W 2008 Appl. Phys. B 90 557

    [19]

    Gao J, Cheng J C 2007 Appl. Phys. Lett. 90 111908

    [20]

    Zhu X F, Zou X Y, Liang B, Cheng J C 2010 J. Appl. Phys. 108 124909

    [21]

    Zhu X F, Liu S C, Xu T, Wang T H, Cheng J C 2010 Chin. Phys. B 19 044301

    [22]

    Zhu X F, Xu T, Liu S C, Cheng J C 2009 J. Appl. Phys. 106 104901

    [23]

    Cai C, Zhu X F, Chen Q, Yuan Y, Liang B, Cheng J C 2011 Chin. Phys. B 20 116301

    [24]

    Kan W W, Liang B, Zhu X F, Tu J, Zou X Y, Cheng J C 2010 Appl. Phys. Lett. 97 223504

    [25]

    Li R Q, Zhu X F, Liang B, Li Y, Zou X Y, Cheng J C 2011 Appl. Phys. Lett. 99 193507

    [26]

    Zhu X F, Liang B, Kan W W, Zou X Y, Cheng J C 2011 Phys. Rev. Lett. 106 014301

    [27]

    Zhu X F, Zou X Y, Zhou X W, Liang B, Cheng J C 2012 Chin. Phys. Lett. 29 014102

    [28]

    Ding H X, Shen Z H, Ni X W, Zhu X F, 2012 Appl. Phys. Lett. 100 083501

  • [1]

    Kushwaha M S, Halevi P, Dobraynski L 1993 Phys. Rev. Lett. 71 2022

    [2]

    Kafesaki M, Sigalas M, Garcia N 2000 Phys. Rev. Lett. 85 4044

    [3]

    Liu Q N 2011 Acta Phys. Sin. 60 034301 (in Chinese) [刘启能 2011 物理学报 60 034301]

    [4]

    Gao G Q, Ma S L, Jin F, Jin D F, Lu T J 2010 Acta Phys. Sin. 59 393 (in Chinese) [高国钦, 马守林, 金峰, 金东范, 卢天健 2010 物理学报 59 393]

    [5]

    Qiu C Y, Zhang X D, Liu Z Y 2005 Phys. Rev. E 71 054302

    [6]

    Chen J J, Zhang K W, Gao J, Cheng J C 2006 Phys. Rev. B 73 094307

    [7]

    Gao J, Zou X Y, Cheng J C, Li B W 2008 Appl. Phys. Lett. 92 023510

    [8]

    Hou Z L, Assouar B M 2008 Phys. Lett. A 372 2091

    [9]

    Vasseur J O, Deymier P A, Djafari R B 2008 Phys. Rev. B 77 085415

    [10]

    Hou Z L, Assouar B M 2008 J. Phys. D 41 215102

    [11]

    Zhang X Y, Jackson T, Lafond E, Deymier P, Vasseur J 2006 Appl. Phys. Lett. 88 041911

    [12]

    Khelif A, Deymier P A, Djafari-Rouhani B, Vasseur J O, Dobrzynski L 2003 J. Appl. Phys. 94 1308

    [13]

    Hsu J C, Wu T T 2007 Appl. Phys. Lett. 90 201904

    [14]

    Sun J H, Wu T T 2007 Phys. Rev. B 76 104304

    [15]

    Wu T C, Wu T T, Hsu J C 2009 Phys. Rev. B 79 104306

    [16]

    Oudich M, Li Y, Assouarl B M, Hou Z L 2010 New J. Phys. 12 083049

    [17]

    Chen J J, Qin B, Chan H.L.W 2008 Solid State Commun. 146 491

    [18]

    Chen J J, Feng Y, Chan H.L.W 2008 Appl. Phys. B 90 557

    [19]

    Gao J, Cheng J C 2007 Appl. Phys. Lett. 90 111908

    [20]

    Zhu X F, Zou X Y, Liang B, Cheng J C 2010 J. Appl. Phys. 108 124909

    [21]

    Zhu X F, Liu S C, Xu T, Wang T H, Cheng J C 2010 Chin. Phys. B 19 044301

    [22]

    Zhu X F, Xu T, Liu S C, Cheng J C 2009 J. Appl. Phys. 106 104901

    [23]

    Cai C, Zhu X F, Chen Q, Yuan Y, Liang B, Cheng J C 2011 Chin. Phys. B 20 116301

    [24]

    Kan W W, Liang B, Zhu X F, Tu J, Zou X Y, Cheng J C 2010 Appl. Phys. Lett. 97 223504

    [25]

    Li R Q, Zhu X F, Liang B, Li Y, Zou X Y, Cheng J C 2011 Appl. Phys. Lett. 99 193507

    [26]

    Zhu X F, Liang B, Kan W W, Zou X Y, Cheng J C 2011 Phys. Rev. Lett. 106 014301

    [27]

    Zhu X F, Zou X Y, Zhou X W, Liang B, Cheng J C 2012 Chin. Phys. Lett. 29 014102

    [28]

    Ding H X, Shen Z H, Ni X W, Zhu X F, 2012 Appl. Phys. Lett. 100 083501

  • [1] 齐共金, 杨盛良, 白书欣, 赵 恂. 基于平面波算法的二维声子晶体带结构的研究. 物理学报, 2003, 52(3): 668-671. doi: 10.7498/aps.52.668
    [2] 温激鸿, 王 刚, 刘耀宗, 郁殿龙. 基于集中质量法的一维声子晶体弹性波带隙计算. 物理学报, 2004, 53(10): 3384-3388. doi: 10.7498/aps.53.3384
    [3] 高国钦, 马守林, 金峰, 金东范, 卢天健. 声波在二维固/流声子晶体中的禁带特性研究. 物理学报, 2010, 59(1): 393-400. doi: 10.7498/aps.59.393
    [4] 高东宝, 曾新吾, 周泽民, 田章福. 一维亥姆霍兹共振腔声子晶体中缺陷模式的实验研究. 物理学报, 2013, 62(9): 094304. doi: 10.7498/aps.62.094304
    [5] 赵 芳, 苑立波. 二维复式格子声子晶体带隙结构特性. 物理学报, 2005, 54(10): 4511-4516. doi: 10.7498/aps.54.4511
    [6] 蔡 力, 韩小云. 二维声子晶体带结构的多散射分析及解耦模式. 物理学报, 2006, 55(11): 5866-5871. doi: 10.7498/aps.55.5866
    [7] 陈圣兵, 韩小云, 郁殿龙, 温激鸿. 不同压电分流电路对声子晶体梁带隙的影响. 物理学报, 2010, 59(1): 387-392. doi: 10.7498/aps.59.387
    [8] 刘启能, 刘沁. 固-固无限周期声子晶体中SH波全反射隧穿的谐振理论. 物理学报, 2013, 62(4): 044301. doi: 10.7498/aps.62.044301
    [9] 张海燕, 杨杰, 范国鹏, 朱文发, 柴晓冬. 基于模式分离的兰姆波逆时偏移成像. 物理学报, 2017, 66(21): 214301. doi: 10.7498/aps.66.214301
    [10] 焦敬品, 李海平, 何存富, 吴斌, 薛岩. 基于反转路径差信号的兰姆波成像方法. 物理学报, 2019, 68(12): 124301. doi: 10.7498/aps.68.20190101
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  2096
  • PDF下载量:  706
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-01-07
  • 修回日期:  2012-04-01

复合兰姆波声子晶体中超宽部分禁带

  • 1. 南京理工大学理学院, 南京 210094;
  • 2. 连云港师范高等专科学校物理与电子工程系, 连云港 222006;
  • 3. 华中科技大学国家光电实验室, 武汉 430074
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11274175, 61108013),教育部新世纪优秀人才基金和华中科技大学鸟巢计划资助的课题.

摘要: 兰姆波在声子晶体薄板中的传播特性因其在无损检测、 减振技术和传感器件等领域的潜在应用价值而受到越来越多的关注. 本文采用超原胞平面波展开法和有限元法系统地研究了复合对称结构声子晶体薄板中的兰姆波超宽部分禁带. 结果表明: 对于在薄板侧面对称地嵌入双层矩形空气柱构成的复杂系统, 低阶兰姆波部分带隙结构极为丰富. 将晶格常数(L)和板厚(H) 比值具有匹配关系的兰姆波声子晶体衔接构成复合结构, 低阶兰姆波部分禁带宽度因各组分结构的部分禁带交叠而得到显著拓宽, 可在低频超宽频带内实现对特定低阶兰姆波模式良好的模式选择功能. 该研究结果对兰姆波缺陷无损检测中模式优化选择及兰姆波单向导通器件设计等方面具有重要意义.

English Abstract

参考文献 (28)

目录

    /

    返回文章
    返回