拓?fù)浣^緣體(Topological insulator,TI)是一種具有特殊能帶結(jié)構(gòu)的新型量子物態(tài)。它的內(nèi)部存在一定帶隙的絕緣體能帶結(jié)構(gòu),表面呈現(xiàn)無(wú)能隙的邊緣態(tài),受時(shí)間反演對(duì)稱(chēng)性保護(hù),能夠抵抗無(wú)序效應(yīng)和局域擾動(dòng),低熱導(dǎo)率使其能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)損耗傳播能量和信息。其良好的光學(xué)透射率、非線性光學(xué)特性和導(dǎo)電性使其在電子設(shè)備和光學(xué)設(shè)備的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方面具有很好的應(yīng)用前景。本文利用拉蓋爾-高斯(Laguerre-Gaussian,LG)光束入射TI材料研究其傳輸和散射特性,主要內(nèi)容包括:1.基于平面角譜擴(kuò)展法和傳輸矩陣?yán)碚?利用拓?fù)浣^緣體的本構(gòu)關(guān)系,麥克斯韋方程組以及邊界條件研究了線偏振LG光束入射拓?fù)浣^緣體界面以及含TI的周期性層狀薄膜的反射和透射特性,給出了反射矩陣,透射矩陣以及連接反射場(chǎng)和透射場(chǎng)的傳輸矩陣表達(dá)式。數(shù)值分析和討論了 TI的不同拓?fù)浯烹姌O化率(Topological magneto-electric polarizability,TMEP)和薄膜的不同周期個(gè)數(shù)對(duì)LG光束的反射和透射光強(qiáng)分布的影響。2.基于廣義Mie理論,將入射和散射電磁場(chǎng)由球矢量波函數(shù)展開(kāi),利用分離變量的方法和邊界條件得...

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1導(dǎo)體、絕緣體、量子霍爾絕緣體和拓?fù)浣^緣體的能帶示意圖[19](a)導(dǎo)體

提高傳輸信息的容量，大量實(shí)驗(yàn)研究表明利用軌道角動(dòng)量實(shí)現(xiàn)編碼具有更強(qiáng)的保密性[15-18]，在粒子的捕獲，量子信息以及信息編碼等領(lǐng)域有不可估量的應(yīng)用前景�？偟膩�(lái)說(shuō)，當(dāng)今的社會(huì)是一個(gè)信息科技時(shí)代，LG光束在今后科學(xué)技術(shù)的各個(gè)信息領(lǐng)域中將發(fā)揮著非常重要的作用，人們對(duì)其關(guān)注度越來(lái)越高，研....

圖1-5拓?fù)浣^緣體-手征介質(zhì)界面的反射和透射示意圖[72]

2015年，Crosse等人構(gòu)造了分層拓?fù)浣^緣體并計(jì)算了的電磁格林函數(shù)，利用它研究了靠近拓?fù)浔砻娴膯晤l點(diǎn)偶極子的場(chǎng)模式，表面上的反射和透射會(huì)導(dǎo)致TE和TM極化分量相互作用，格林函數(shù)的研究對(duì)拓?fù)浣^緣體的拓?fù)浯烹娦?yīng)有一定作用[70]。2016年，Lakhtakia等人基于傳輸矩陣論....

圖1-9TI圓柱體的電磁射散射原理圖[76]

緒論11圖1-8TI球的電磁波入射散射原理圖[75]Fig.1-8ElectromagneticwaveincidentscatteringschematicofTTIsphere.2015年，Ashraf等人研究了當(dāng)時(shí)間反轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性被破壞時(shí)，TI圓柱體在無(wú)界手性介質(zhì)中的電磁散射特....

圖1-8TI球的電磁波入射散射原理圖[75]

緒論11圖1-8TI球的電磁波入射散射原理圖[75]Fig.1-8ElectromagneticwaveincidentscatteringschematicofTTIsphere.2015年，Ashraf等人研究了當(dāng)時(shí)間反轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性被破壞時(shí)，TI圓柱體在無(wú)界手性介質(zhì)中的電磁散射特....

本文編號(hào)：3950421