發(fā)布時間：2017-08-24 04:28

  本文關鍵詞：基于電流變材料的二維聲子晶體中的聲學研究狄拉克顫動效應

  更多相關文章： 聲子晶體 能帶結(jié)構 ZB振蕩 電流變液材料 彈性波垂直入射 彈性波斜入射

【摘要】：Zitterbewegung(ZB)現(xiàn)象是一種狄拉克電子的快速振蕩的行為,起源于正負能量態(tài)的狄拉克電子的相互干涉,因其振幅非常小,接近康普頓波長2110/-mch?和振蕩頻率非常高,所以很難觀察到狄拉克電子的ZB振蕩行為,但近年有研究發(fā)現(xiàn)聲波在聲子晶體內(nèi)傳播也存在著這種現(xiàn)象。Electrorheological(簡稱ER,電流變液)材料由于其粘彈性能夠隨著外加電場的改變而改變,這一特殊性質(zhì)被廣泛應用在工業(yè)領域。將電流變液材料引入聲子晶體中并作為基底材料,這為智能控制聲子晶體帶隙提供了可能性。本論文是以環(huán)氧樹脂為散射體,ER材料為基質(zhì)形成的二維聲子晶體為研究對象,研究在這種可調(diào)控聲子晶體中的狄拉克顫動現(xiàn)象。主要從以下三個方面展開研究。首先,考慮彈性波垂直入射這種二維聲子晶體,發(fā)現(xiàn)在這種聲子晶體中存在ZB振蕩行為,同時能夠通過改變外加電壓的大小來實現(xiàn)對ZB振蕩周期和振幅的調(diào)控。其次,研究了彈性波斜入射到這種聲子晶體的能帶結(jié)構,發(fā)現(xiàn)隨著斜入射角度的增加,與報道過的情況相比,整個能帶結(jié)構向高頻運動緩慢,這能解決彈性波斜入射下的聲子晶體能帶結(jié)構向高頻運動造成的目標禁帶消失的問題。最后,研究了彈性波斜入射對這種聲子晶體的狄拉克顫動的影響,分析了在斜入射情況下產(chǎn)生ZB的條件,發(fā)現(xiàn)在斜入射沿軸向歸一化波矢z?小于1時,存在明顯的ZB振蕩現(xiàn)象,當沿軸向歸一化波矢z?大于2的情況實際是子波包的產(chǎn)生和消失的行為并非ZB振蕩的行為。研究工作為智能探測ZB振蕩的行為提供了理論依據(jù),同時也對其他領域的Zitterbewegung現(xiàn)象研究具有重要意義。
【關鍵詞】：聲子晶體 能帶結(jié)構 ZB振蕩 電流變液材料 彈性波垂直入射 彈性波斜入射
【學位授予單位】：云南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O735
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 引言8
• 1.2 電流變液及其研究進展8-10
• 1.3 聲子晶體及其研究進展10-12
• 1.3.1 聲子晶體基本概念10-12
• 1.3.2 聲子晶體研究進展12
• 1.4 本文的研究內(nèi)容和研究意義12-15
• 第2章 聲子晶體及二維聲子晶體的狄拉克顫動的研究方法15-30
• 2.1 引言15-16
• 2.2 聲子晶體的能帶結(jié)構研究方法16-24
• 2.2.1 彈性波波動方程16-19
• 2.2.2 聲子晶體帶隙計算方法19-20
• 2.2.3 平面波展開法20-24
• 2.3 基于電流變液材料的二維聲子晶體的能帶理論24-27
• 2.3.1 基于電流變液材料的二維聲子晶體的彈性波垂直入射的能帶理論24-25
• 2.3.2 基于電流變液材料的二維聲子晶體的彈性波斜入射的能帶理論25-27
• 2.4 聲子晶體中聲學狄拉克顫動的理論研究方法27-30
• 第3章 基于電流變液材料的二維聲子晶體彈性波垂直入射的聲學狄拉克顫動的研究30-44
• 3.1 引言30
• 3.2 數(shù)值計算結(jié)果及討論30-42
• 3.2.1 基于電流變材料的二維聲子晶體的聲學狄拉克顫動30-33
• 3.2.2 外加電場強度及填充率對聲學狄拉克顫動效應的影響33-42
• 3.3 本章總結(jié)42-44
• 第4章 基于電流變液材料的二維聲子晶體彈性波斜入射的能帶結(jié)構的研究44-56
• 4.1 引言44-45
• 4.2 數(shù)值計算結(jié)果和討論45-55
• 4.2.1 彈性波斜入射沿軸向波矢對能帶結(jié)構影響45-48
• 4.2.2 電場強度和彈性波斜入射沿軸向波矢對完全禁帶的48-51
• 4.2.3 填充率和彈性波斜入射沿軸向波矢對完全禁帶的影響51-55
• 4.3 本章小結(jié)55-56
• 第5章 基于電流變液材料的二維聲子晶體彈性波斜入射的聲學狄拉克顫動研究56-67
• 5.1 引言56
• 5.2 數(shù)值計算結(jié)果和討論56-66
• 5.2.1 在彈性波斜入射情況下聲學狄拉克顫動現(xiàn)象的討論56-61
• 5.2.2 彈性波斜入射沿軸向波矢對狄拉克顫動的暫態(tài)特性的影響61-66
• 5.3 本章小結(jié)66-67
• 第6章 總結(jié)67-69
• 參考文獻69-73
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文和研究成果73-74
• 致謝74

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