一維聲子晶體帶隙結構的理論研究.pdf

1、聲子晶體是當下科學界炙手可熱的研究內容。其是由上世紀九十年代類比光子晶體的概念而衍生出的聲學功能材料。研究人員發(fā)現彈性波在聲子晶體內傳播時，由于晶體內部特殊的周期結構，會形成特殊的色散關系，而構成彈性波帶隙。彈性波在帶隙范圍內不能被傳播，當聲子晶體存在缺陷時，彈性波會被局域在缺陷處或沿缺陷傳播。此外聲子晶體還具有負折射，聲吸收，定向傳輸和聲聚焦的特性。這些性質引起了國內外科學家的興趣，聲子晶體也成為了科學界炙手可熱的話題。
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2、文以能帶理論和彈性動力學理論為基礎，從連續(xù)狀態(tài)參數的基本方程出發(fā)，結合邊界條件，推導出了一維周期性層狀聲子晶體的傳輸矩陣，并根據傳輸矩陣理論推導出了透射率的公式，分析了影響透射率的因子。設計了一種由鋁和環(huán)氧樹脂兩種介質材料構成的二組元一維聲子晶體。在介觀壓阻效應的思想啟發(fā)下，引入壓變量對聲子晶體進行研究。用傳遞矩陣法研究了在應力作用下的透射譜特性。通過分析透射譜線的變化發(fā)現了一個新的現象：在壓變量的影響下，聲波帶隙能可控的出現和消失及平

3、移，特別是會隨著壓變量的變化而出現通帶的反轉，成為帶隙。為與體材料中的聲彈性效應區(qū)別，參照介觀壓阻和介觀壓光效應的提法，傳承和維持導師以及同門相關研究的系統(tǒng)性，引申到聲子晶體的這種力聲耦合現象為介觀壓聲效應。為了確定這種現象是由應力引起的，特別研究了在壓變量恒定條件下該結構聲子晶體的透射譜線與周期數的關系。設計了一種由鋁和塑料為組元材料而構成的ABBA結構的一維異質周期鏡像聲子晶體。引入溫度參量對其進行研究，用傳遞矩陣法推算了溫度參量的