搜索

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

二维正方晶格多点缺陷声子晶体实验研究

赵寰宇 何存富 吴斌 汪越胜

引用本文:
Citation:

二维正方晶格多点缺陷声子晶体实验研究

赵寰宇, 何存富, 吴斌, 汪越胜

Experimental investigation of two-dimensional multi-point defect phononic crystals with square lattice

Zhao Huan-Yu, He Cun-Fu, Wu Bin, Wang Yue-Sheng
PDF
导出引用
  • 基于超声浸水透射技术, 实验研究了有限尺寸二维正方晶格钢/水声子晶体多点缺陷模态性质. 利用COMSOL Multiphysics软件建立该声子晶体有限元计算方法, 求解了9×9超胞多点缺陷声子晶体能带结构, 把缺陷局域模态频率与数值仿真和实验结果进行对比, 结果表明: 实验数据和理论值能够很好符合. 进一步分析发现, 点缺陷数量影响声波局域效应、本征模态和传播特性, 为设计有限尺寸声波器件提供理论依据.
    The characteristics of multi-point defect phononic crystal (PC) composed of square array of circular steel cylinders in water are investigated experimentally using the ultrasonic immersion transmission technique. The band structures of the PCs are obtained by the finite element method with 9×9 supercell approximation. A very good agreement with the experimental results, numerical transmission data and eigenmode frequencies of band structures is observe. Meanwhile the number of multi-point defects affects the localized modes of cavities and propagation characteristics, and the eigenmodes of defects show the symmetric or antisymmetric modes in designing the new type of acoustic wave devices.
    • 基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金(批准号: 2012JBM086)和国家自然科学基金(批准号: 10632020)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities of China (Grant No. 2012JBM086), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10632020).
    [1]

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

    [2]

    Gu B L, Wang X K 1989 Solid-State Physics (Beijing: Tsinghua University Press) (in Chinese) [顾秉林, 王喜坤 1989 固体物理学 (北京: 清华大学出版社)]

    [3]

    Sukhovich A, Merheb B, Muralidharan K, Vasseur J O, Pennec Y, Deymier P A, Page J H 2009 Phys. Rev. Lett. 102 154301

    [4]

    Elnady T, Elsabbagh A, Akl W, Mohamady O, Garcia-Chocano V M, Torrent D, Cervera F, Sánchez-Dehesa J 2009 Appl. Phys. Lett. 94 134104

    [5]

    Liang B, Guo X S, Tu J, Zhang D, Cheng J C 2010 Nature Mater. 9 989

    [6]

    Climente A, Torrent D, Sánchez-Dehesa J 2012 Appl. Phys. Lett. 100 144103

    [7]

    Yuan B, Liang B, Tao J C, Zou X Y, Cheng J C 2012 Appl. Phys. Lett. 101 043503

    [8]

    Khelif A, Choujaa A, Djafari-Rouhani B, Wilm M, Ballandras S, Laude V 2003 Phys. Rev. B 68 214301

    [9]

    Romero-García V, Sánchez-Pérez J V, Garcia-Raffi L M 2010 New J. Phys. 12 083024

    [10]

    Khelif A, Choujaa A, Benchabane S, Djafari-Rouhani B, Laude V 2004 Appl. Phys. Lett. 84 4400

    [11]

    Wu L Y, Chen L W 2010 J. Phys. D: Appl. Phys. 43 055401

    [12]

    Zhao F, Yuan L B 2006 Acta Phys. Sin. 55 517 (in Chinese) [赵芳, 苑立波 2006 物理学报 55 517]

    [13]

    Yue L L, Chen Y, Fan G H, He J, Zhao D X, Liu Y K 2011 Acta Phys. Sin. 60 106103 (in Chinese) [岳蕾蕾, 陈雨, 樊光辉, 何娇, 赵德荀, 刘应开 2011 物理学报 60 106103]

    [14]

    Mei J, Liu Z Y, Shi J, Tian D C 2003 Phys. Rev. B 67 245107

    [15]

    Tanaka Y, Tomoyasu Y, Tamura S 2000 Phys. Rev. B 62 7387

    [16]

    Li J B, Wang Y S, Zhang C Z 2010 J. Synth. Cryst. 39 649 (in Chinese) [李建宝, 汪越胜, 张传增 2010 人工晶体学报 39 649]

    [17]

    Wang Y F, Wang Y S, Su X X 2011 J. Appl. Phys. 110 113520

    [18]

    Cummer S A, Ioan P B, Schurig D, Smith D R 2006 Phys. Rev. E 74 036621

    [19]

    Wu F G, Liu Z Y, Liu Y Y 2004 Phys. Rev. E 69 066609

    [20]

    Mei X F, Liu G Q, He Z J, Yu L B, Yu Z H, Ke M Z, Liu Z Y 2010 J. Appl. Phys. 106 064503

    [21]

    Sigalas M M 1997 J. Acoust. Soc. Am. 101 1256

  • [1]

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

    [2]

    Gu B L, Wang X K 1989 Solid-State Physics (Beijing: Tsinghua University Press) (in Chinese) [顾秉林, 王喜坤 1989 固体物理学 (北京: 清华大学出版社)]

    [3]

    Sukhovich A, Merheb B, Muralidharan K, Vasseur J O, Pennec Y, Deymier P A, Page J H 2009 Phys. Rev. Lett. 102 154301

    [4]

    Elnady T, Elsabbagh A, Akl W, Mohamady O, Garcia-Chocano V M, Torrent D, Cervera F, Sánchez-Dehesa J 2009 Appl. Phys. Lett. 94 134104

    [5]

    Liang B, Guo X S, Tu J, Zhang D, Cheng J C 2010 Nature Mater. 9 989

    [6]

    Climente A, Torrent D, Sánchez-Dehesa J 2012 Appl. Phys. Lett. 100 144103

    [7]

    Yuan B, Liang B, Tao J C, Zou X Y, Cheng J C 2012 Appl. Phys. Lett. 101 043503

    [8]

    Khelif A, Choujaa A, Djafari-Rouhani B, Wilm M, Ballandras S, Laude V 2003 Phys. Rev. B 68 214301

    [9]

    Romero-García V, Sánchez-Pérez J V, Garcia-Raffi L M 2010 New J. Phys. 12 083024

    [10]

    Khelif A, Choujaa A, Benchabane S, Djafari-Rouhani B, Laude V 2004 Appl. Phys. Lett. 84 4400

    [11]

    Wu L Y, Chen L W 2010 J. Phys. D: Appl. Phys. 43 055401

    [12]

    Zhao F, Yuan L B 2006 Acta Phys. Sin. 55 517 (in Chinese) [赵芳, 苑立波 2006 物理学报 55 517]

    [13]

    Yue L L, Chen Y, Fan G H, He J, Zhao D X, Liu Y K 2011 Acta Phys. Sin. 60 106103 (in Chinese) [岳蕾蕾, 陈雨, 樊光辉, 何娇, 赵德荀, 刘应开 2011 物理学报 60 106103]

    [14]

    Mei J, Liu Z Y, Shi J, Tian D C 2003 Phys. Rev. B 67 245107

    [15]

    Tanaka Y, Tomoyasu Y, Tamura S 2000 Phys. Rev. B 62 7387

    [16]

    Li J B, Wang Y S, Zhang C Z 2010 J. Synth. Cryst. 39 649 (in Chinese) [李建宝, 汪越胜, 张传增 2010 人工晶体学报 39 649]

    [17]

    Wang Y F, Wang Y S, Su X X 2011 J. Appl. Phys. 110 113520

    [18]

    Cummer S A, Ioan P B, Schurig D, Smith D R 2006 Phys. Rev. E 74 036621

    [19]

    Wu F G, Liu Z Y, Liu Y Y 2004 Phys. Rev. E 69 066609

    [20]

    Mei X F, Liu G Q, He Z J, Yu L B, Yu Z H, Ke M Z, Liu Z Y 2010 J. Appl. Phys. 106 064503

    [21]

    Sigalas M M 1997 J. Acoust. Soc. Am. 101 1256

  • [1] 孙伟彬, 王婷, 孙小伟, 康太凤, 谭自豪, 刘子江. 新型二维三组元压电声子晶体板的缺陷态及振动能量回收. 物理学报, 2019, 68(23): 234206. doi: 10.7498/aps.68.20190260
    [2] 高汉峰, 张欣, 吴福根, 姚源卫. 二维三组元声子晶体中的半狄拉克点及奇异特性. 物理学报, 2016, 65(4): 044301. doi: 10.7498/aps.65.044301
    [3] 曹惠娴, 梅军. 声子晶体中的半狄拉克点研究. 物理学报, 2015, 64(19): 194301. doi: 10.7498/aps.64.194301
    [4] 于佳佳, 李友荣, 陈捷超, 吴春梅. Soret效应对具有自由表面的圆柱形浅池内双组分溶液热对流影响的实验研究. 物理学报, 2015, 64(22): 224701. doi: 10.7498/aps.64.224701
    [5] 侯丽娜, 侯志林, 傅秀军. 局域共振型声子晶体中的缺陷态研究. 物理学报, 2014, 63(3): 034305. doi: 10.7498/aps.63.034305
    [6] 张思文, 吴九汇. 局域共振复合单元声子晶体结构的低频带隙特性研究. 物理学报, 2013, 62(13): 134302. doi: 10.7498/aps.62.134302
    [7] 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
    [8] 付志强, 林书玉, 陈时, 鲜晓军, 张小丽, 王勇. 一维指数形变截面有限周期声子晶体的研究. 物理学报, 2012, 61(19): 194301. doi: 10.7498/aps.61.194301
    [9] 刘启能. 研究一维掺杂声子晶体缺陷模的解析方法. 物理学报, 2011, 60(4): 044302. doi: 10.7498/aps.60.044302
    [10] 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
    [11] 郝国郡, 傅秀军, 侯志林. 正方点阵上Fibonacci超元胞声子晶体的带结构. 物理学报, 2009, 58(12): 8484-8488. doi: 10.7498/aps.58.8484
    [12] 曹永军, 杨 旭. 广义Fibonacci准周期结构声子晶体透射性质的研究. 物理学报, 2008, 57(6): 3620-3624. doi: 10.7498/aps.57.3620
    [13] 刘小毅, 张方迪, 张 民, 叶培大. 基于谐振吸收效应的单模单偏振光子晶体光纤研究. 物理学报, 2007, 56(1): 301-307. doi: 10.7498/aps.56.301
    [14] 牟中飞, 吴福根, 张 欣, 钟会林. 超元胞方法研究平移群对称性对声子带隙的影响. 物理学报, 2007, 56(8): 4694-4699. doi: 10.7498/aps.56.4694
    [15] 曹永军, 董纯红, 周培勤. 一维准周期结构声子晶体透射性质的研究. 物理学报, 2006, 55(12): 6470-6475. doi: 10.7498/aps.55.6470
    [16] 赵 芳, 苑立波. 二维声子晶体同质位错结缺陷态特性. 物理学报, 2006, 55(2): 517-520. doi: 10.7498/aps.55.517
    [17] 王文刚, 刘正猷, 赵德刚, 柯满竹. 声波在一维声子晶体中共振隧穿的研究. 物理学报, 2006, 55(9): 4744-4747. doi: 10.7498/aps.55.4744
    [18] 李晓春, 易秀英, 肖清武, 梁宏宇. 三组元声子晶体中的缺陷态. 物理学报, 2006, 55(5): 2300-2305. doi: 10.7498/aps.55.2300
    [19] 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
    [20] 王 刚, 温激鸿, 韩小云, 赵宏刚. 二维声子晶体带隙计算中的时域有限差分方法. 物理学报, 2003, 52(8): 1943-1947. doi: 10.7498/aps.52.1943
计量
  • 文章访问数:  5771
  • PDF下载量:  616
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-01-26
  • 修回日期:  2013-03-19
  • 刊出日期:  2013-07-05

/

返回文章
返回