界面效應(yīng)對(duì)二維聲子晶體材料能帶結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、聲子晶體以其獨(dú)特的綜合性能和潛在的應(yīng)用前景，受到越來(lái)越多的研究機(jī)構(gòu)的高度重視。作為一種由兩種或以上彈性材料周期性排布形成的復(fù)合材料，基體．散射體界面的總面積是不能忽視的，基體．散射體界面效應(yīng)對(duì)聲子晶體帶隙結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生較大的影響。在通常的理論及數(shù)值研究中，基體和散射體間接觸界面多被處理為固結(jié)界面。但在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，由于工藝誤差會(huì)造成接觸界面的不完全固結(jié)；而有時(shí)候?yàn)榱藵M足某方面的功能需求，也會(huì)將接觸界面處理為不完全固結(jié)邊界，但是關(guān)于基體

2、-散射體接觸界面對(duì)禁帶結(jié)構(gòu)影響的研究并未深入展開。 本文應(yīng)用有限差分方法（FDTD），分別討論了在固結(jié)接觸界面，徑向接觸界面和切向接觸界面下二維聲子晶體材料中X-Y模式彈性波的頻散特性。針對(duì)環(huán)氧樹脂/鋁正方形點(diǎn)陣系統(tǒng)，首先將界面處理為固結(jié)接觸，研究了散射體形狀（正方形，圓形，三角形）和填充率對(duì)二維聲子晶體頻散特性的影響。其次，將界面簡(jiǎn)化為徑向和切向接觸界面，針對(duì)圓形散射體，討論了界面剛度系數(shù)和填充率對(duì)能帶結(jié)構(gòu)的影響，并與固結(jié)界面

3、接觸得到的結(jié)果進(jìn)行比較，得到以下結(jié)論： 1．界面為固結(jié)接觸時(shí)，在填充率相同的情況下，散射體的形狀對(duì)固-固二維聲子晶體的頻散特性有影響，但總體影響相對(duì)較小；隨著填充率的增加，其中心頻率呈現(xiàn)單調(diào)遞增的趨勢(shì)；而帶隙寬度先是隨著填充率的增加而增大，在填充率達(dá)到0．6時(shí)，帶隙寬度有所下降；相對(duì)帶寬的變化趨勢(shì)與帶隙寬度的變化趨勢(shì)基本相同； 2．界面為徑向接觸時(shí)，隨著界面接觸剛度的增加，帶隙寬度單調(diào)增加，中心頻率也單調(diào)遞增。在界面接觸