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新型二维压电声子晶体板带隙可调性研究

廖涛 孙小伟 宋婷 田俊红 康太凤 孙伟彬

新型二维压电声子晶体板带隙可调性研究

廖涛, 孙小伟, 宋婷, 田俊红, 康太凤, 孙伟彬
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  • 设计了一种由涂有硬质材料涂层的柱状压电散射体周期性连接在四个环氧树脂薄板上构成的具有大带宽的新型二维压电声子晶体板,并利用有限元方法计算了该声子晶体板的能带结构、传输损失谱和位移矢量场.研究表明:与二组元材料构成的传统声子晶体板相比,新设计的声子晶体板的第一完全带隙频率更低,并且带宽扩大了5倍;通过在压电体表面上施加不同的电边界条件,可以实现多条完全带隙的主动调控;压电效应对能带结构有很大的影响,并且有利于完全带隙的扩大与形成.基于带隙的可调谐性,分析了可切换路径的压电声子晶体板波导,结果表明可以通过改变电边界条件来限制弹性波能量流.
      通信作者: 孙小伟, sunxw_lzjtu@yeah.net
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51562021,11464027)、甘肃省"陇原青年创新人才扶持计划"、兰州交通大学优秀科研团队(批准号:201803)和兰州交通大学"百名青年优秀人才培养计划"资助的课题.
    [1]

    Kushwaha M S, Halevi P, Dobrzynski L, Djafari-Rouhani B 1993 Phys. Rev. Lett. 71 2022

    [2]

    Qiu C Y, Liu Z Y, Jun Z M, Shi J 2005 Appl. Phys. Lett. 87 104101

    [3]

    Cicek A, Kaya O A, Yilmaz M, Ulug B 2012 J. Appl. Phys. 111 013522

    [4]

    Zhang M D, Zhong W, Zhang X D 2012 J. Appl. Phys. 111 104314

    [5]

    Sánchez-Dehesa J, Garcia-Chocano V M, Torrent D, Cervera F, Cabrera S 2011 J. Acoust. Soc. Am. 129 1173

    [6]

    Wu T T, Wu L C, Huang Z G 2005 J. Appl. Phys. 97 094916

    [7]

    Yeh J Y 2007 Physica B 400 137

    [8]

    Robillard J F, Matar O B, Vasseur J O, Deymier P A, Stippinger M, Hladky-Hennion A C, Djafari-Rouhani B 2009 Appl. Phys. Lett. 95 124104

    [9]

    Wu L Y, Wu M L, Chen L W 2009 Smart Mater. Struct. 18 015011

    [10]

    Song G, Kelly B, Agrawal B N 2000 Smart Mater. Struct. 9 711

    [11]

    Yang Q, Wang W, Xu S, Wang Z L 2011 Nano Lett. 11 4012

    [12]

    Pan C, Dong L, Zhu G, Niu S M, Yu R M, Yang Q, Liu Y, Wang Z L 2013 Nat. Photon. 7 752

    [13]

    Allik H, Webman K M, Hunt J T 1974 J. Acoust. Soc. Am. 56 1782

    [14]

    Ritter T A, Shrout T R, Tutwiler R, Shung K K 2002 IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. 49 217

    [15]

    Zou X Y, Chen Q, Liang B, Cheng J C 2008 Smart Mater. Struct. 17 015008

    [16]

    Yang Q, Liu Y, Pan C F, Chen J, Wen X N, Wang Z L 2013 Nano Lett. 13 607

    [17]

    Yang L F, Wang Y F, Zhou Y 2012 Acta Phys. Sin. 61 107702 (in Chinese)[杨立峰, 王亚非, 周鹰 2012 物理学报 61 107702]

    [18]

    Tang Y F, Lin S Y 2016 Acta Phys. Sin. 65 164202 (in Chinese)[唐一璠, 林书玉 2016 物理学报 65 164202]

    [19]

    Park S E, Shrout T R 1997 J. Appl. Phys. 82 1804

    [20]

    Khelif A, Aoubiza B, Mohammadi S, Adibi A, Laude V 2006 Phys. Rev. E 74 046610

    [21]

    Hsu J C, Wu T T 2008 IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. 55 431

    [22]

    Hsu J C 2012 Jpn. J. Appl. Phys. 51 07GA04

    [23]

    Croënne C, Ponge M F, Dubus B, Granger C 2016 J. Acoust. Soc. Am. 139 3296

    [24]

    Zou K, Ma T X, Wang Y S 2016 Ultrasonics 65 268

    [25]

    COMSOL Multiphysics 35 Manual 2018 (Stohkholm, Sweden: Comsol AB)

    [26]

    Kherraz N, Haumesser L, Levassort F, Benard P, Morvan B 2016 Appl. Phys. Lett. 108 093503

  • [1]

    Kushwaha M S, Halevi P, Dobrzynski L, Djafari-Rouhani B 1993 Phys. Rev. Lett. 71 2022

    [2]

    Qiu C Y, Liu Z Y, Jun Z M, Shi J 2005 Appl. Phys. Lett. 87 104101

    [3]

    Cicek A, Kaya O A, Yilmaz M, Ulug B 2012 J. Appl. Phys. 111 013522

    [4]

    Zhang M D, Zhong W, Zhang X D 2012 J. Appl. Phys. 111 104314

    [5]

    Sánchez-Dehesa J, Garcia-Chocano V M, Torrent D, Cervera F, Cabrera S 2011 J. Acoust. Soc. Am. 129 1173

    [6]

    Wu T T, Wu L C, Huang Z G 2005 J. Appl. Phys. 97 094916

    [7]

    Yeh J Y 2007 Physica B 400 137

    [8]

    Robillard J F, Matar O B, Vasseur J O, Deymier P A, Stippinger M, Hladky-Hennion A C, Djafari-Rouhani B 2009 Appl. Phys. Lett. 95 124104

    [9]

    Wu L Y, Wu M L, Chen L W 2009 Smart Mater. Struct. 18 015011

    [10]

    Song G, Kelly B, Agrawal B N 2000 Smart Mater. Struct. 9 711

    [11]

    Yang Q, Wang W, Xu S, Wang Z L 2011 Nano Lett. 11 4012

    [12]

    Pan C, Dong L, Zhu G, Niu S M, Yu R M, Yang Q, Liu Y, Wang Z L 2013 Nat. Photon. 7 752

    [13]

    Allik H, Webman K M, Hunt J T 1974 J. Acoust. Soc. Am. 56 1782

    [14]

    Ritter T A, Shrout T R, Tutwiler R, Shung K K 2002 IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. 49 217

    [15]

    Zou X Y, Chen Q, Liang B, Cheng J C 2008 Smart Mater. Struct. 17 015008

    [16]

    Yang Q, Liu Y, Pan C F, Chen J, Wen X N, Wang Z L 2013 Nano Lett. 13 607

    [17]

    Yang L F, Wang Y F, Zhou Y 2012 Acta Phys. Sin. 61 107702 (in Chinese)[杨立峰, 王亚非, 周鹰 2012 物理学报 61 107702]

    [18]

    Tang Y F, Lin S Y 2016 Acta Phys. Sin. 65 164202 (in Chinese)[唐一璠, 林书玉 2016 物理学报 65 164202]

    [19]

    Park S E, Shrout T R 1997 J. Appl. Phys. 82 1804

    [20]

    Khelif A, Aoubiza B, Mohammadi S, Adibi A, Laude V 2006 Phys. Rev. E 74 046610

    [21]

    Hsu J C, Wu T T 2008 IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. 55 431

    [22]

    Hsu J C 2012 Jpn. J. Appl. Phys. 51 07GA04

    [23]

    Croënne C, Ponge M F, Dubus B, Granger C 2016 J. Acoust. Soc. Am. 139 3296

    [24]

    Zou K, Ma T X, Wang Y S 2016 Ultrasonics 65 268

    [25]

    COMSOL Multiphysics 35 Manual 2018 (Stohkholm, Sweden: Comsol AB)

    [26]

    Kherraz N, Haumesser L, Levassort F, Benard P, Morvan B 2016 Appl. Phys. Lett. 108 093503

  • [1] 张梦, 姚若河, 刘玉荣. 纳米尺度金属-氧化物半导体场效应晶体管沟道热噪声模型. 物理学报, 2020, 69(5): 057101. doi: 10.7498/aps.69.20191512
    [2] 卢超, 陈伟, 罗尹虹, 丁李利, 王勋, 赵雯, 郭晓强, 李赛. 纳米体硅鳍形场效应晶体管单粒子瞬态中的源漏导通现象研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191896
    [3] 张松然, 何代华, 涂华垚, 孙艳, 康亭亭, 戴宁, 褚君浩, 俞国林. HgCdTe薄膜的输运特性及其应力调控. 物理学报, 2020, 69(5): 057301. doi: 10.7498/aps.69.20191330
    [4] 刘祥, 米文博. Verwey相变处Fe3O4的结构、磁性和电输运特性. 物理学报, 2020, 69(4): 040505. doi: 10.7498/aps.69.20191763
    [5] 朱肖丽, 胡耀垓, 赵正予, 张援农. 钡和铯释放的电离层扰动效应对比. 物理学报, 2020, 69(2): 029401. doi: 10.7498/aps.69.20191266
    [6] Algethami ObaidallahA(伊比), 李歌天, 柳祝红, 马星桥. Heusler合金Mn50–xCrxNi42Sn8的相变、磁性与交换偏置效应. 物理学报, 2020, 69(5): 058102. doi: 10.7498/aps.69.20191551
    [7] 蒋涛, 任金莲, 蒋戎戎, 陆伟刚. 基于局部加密纯无网格法非线性Cahn-Hilliard方程的模拟. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191829
    [8] 梁晋洁, 高宁, 李玉红. 表面效应对铁\begin{document}${\left\langle 100 \right\rangle} $\end{document}间隙型位错环的影响. 物理学报, 2020, 69(3): 036101. doi: 10.7498/aps.69.20191379
    [9] 王培良. 蚁群元胞优化模型在路径规划中的应用. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191774
    [10] 任县利, 张伟伟, 伍晓勇, 吴璐, 王月霞. 高熵合金短程有序现象的预测及其对结构的电子、磁性、力学性质的影响. 物理学报, 2020, 69(4): 046102. doi: 10.7498/aps.69.20191671
    [11] 张雅男, 詹楠, 邓玲玲, 陈淑芬. 利用银纳米立方增强效率的多层溶液加工白光有机发光二极管. 物理学报, 2020, 69(4): 047801. doi: 10.7498/aps.69.20191526
    [12] 王晓雷, 赵洁惠, 李淼, 姜光科, 胡晓雪, 张楠, 翟宏琛, 刘伟伟. 基于人工表面等离激元的厚度渐变镀银条带探针实现太赫兹波的紧聚焦和场增强. 物理学报, 2020, 69(5): 054201. doi: 10.7498/aps.69.20191531
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-04-05
  • 修回日期:  2018-07-12
  • 刊出日期:  2018-11-05

新型二维压电声子晶体板带隙可调性研究

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51562021,11464027)、甘肃省"陇原青年创新人才扶持计划"、兰州交通大学优秀科研团队(批准号:201803)和兰州交通大学"百名青年优秀人才培养计划"资助的课题.

摘要: 设计了一种由涂有硬质材料涂层的柱状压电散射体周期性连接在四个环氧树脂薄板上构成的具有大带宽的新型二维压电声子晶体板,并利用有限元方法计算了该声子晶体板的能带结构、传输损失谱和位移矢量场.研究表明:与二组元材料构成的传统声子晶体板相比,新设计的声子晶体板的第一完全带隙频率更低,并且带宽扩大了5倍;通过在压电体表面上施加不同的电边界条件,可以实现多条完全带隙的主动调控;压电效应对能带结构有很大的影响,并且有利于完全带隙的扩大与形成.基于带隙的可调谐性,分析了可切换路径的压电声子晶体板波导,结果表明可以通过改变电边界条件来限制弹性波能量流.

English Abstract

参考文献 (26)

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