二維聲子晶體的帶隙結構和缺陷態(tài)研究.pdf

1、本文通過對二維固體一固體、液體一液體型聲子晶體模型的理論計算，研究了組元物性參數(shù)和空間幾何微結構對聲子晶體帶隙結構的影響，并通過二組元體系中的空腔點、線缺陷，以及三組元體系中的缺陷探討了聲子晶體中的局域化現(xiàn)象。主要內容如下： 首先，通過平面波展開將彈性波理論推廣到了二維復合介質情況，并具體推導了固體-固體、液體(氣體)-液體(氣體)型聲子晶體結構的本征方程，給出了插入體方柱按正方形和三角形排列、以及方柱轉動時的結構函數(shù)。

2、 其次，利用平面波展開法研究了鎢-環(huán)氧樹脂和碳-環(huán)氧樹脂所組成的二維固體-固體型聲子晶體的能帶結構，對插入體方柱轉動所引起的帶隙結構變化也進行了探討，方柱的排列分正方形排列和三角形排列兩種情況。研究結果表明：帶隙結構與材料的物性參數(shù)密切相關，不同的材料組合形成的帶隙不同；在相同的排列下，不同材料組合的帶隙寬度隨填充率的變化規(guī)律基本相同；在相同的填充率下，方柱按三角形排列較其按正方形排列時更容易得到寬帶隙；插入體方拄的轉動對帶隙的寬度也會

3、產生影響。 再次，運用基于平面波的超元胞方法，研究了二組元水-水銀和四氯化碳-水銀等液體-液體型聲子晶體空腔點缺陷和空腔線缺陷的帶結構，以及缺陷柱填充率對帶結構的影響。研究結果表明：水-水銀體系所形成的帶隙明顯比四氯化碳-水銀體系的寬，且兩者所形成的本征缺陷態(tài)都是局域化的。因此，點缺陷可用作聲濾波器，線缺陷可用作聲波導。改變二組元體系中的缺陷柱填充率，缺陷帶的頻率位置和寬度都會隨之變化。 最后，研究了四氯化碳／水-水銀和