壓電壓磁聲子晶體能帶結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、聲子晶體是一種材料參數(shù)周期性排布的結(jié)構(gòu)。彈性波/聲波在聲子晶體中傳播時也會如電子/光子在電子晶體/光子晶體中傳播一樣產(chǎn)生禁帶。這種獨(dú)特的頻散特性使這類材料在減振、降噪、聲波導(dǎo)、聲透鏡、聲功能器件和超材料等眾多領(lǐng)域都有潛在的應(yīng)用前景。最近對功能材料制成的聲子晶體（如壓電壓磁復(fù)合材料聲子晶體）的研究成為聲子晶體研究的熱點(diǎn)。研究者希望利用這類材料的壓電性和壓磁性及預(yù)應(yīng)力來調(diào)控聲子晶體能帶結(jié)構(gòu)，但大多在研究時將電場和磁場近似處理為準(zhǔn)靜態(tài)的。

2、r>　　本文在研究功能材料制成的聲子晶體中波的傳播特性時放棄準(zhǔn)靜態(tài)假設(shè)，嚴(yán)格按照動態(tài)彈性和動態(tài) Maxwell理論來研究其彈性波與電、磁波的耦合特性，也即同時將此種結(jié)構(gòu)看作為光子晶體。本文研究的主要結(jié)論如下：
　?。?）壓電/磁材料中的彈性波與電磁波因壓電/磁效應(yīng)而相互耦合。本文推導(dǎo)了將電磁場看作動態(tài)時彈性波在壓/磁電材料中傳播的波動方程，并分析了不同形式的彈性波在壓電/磁材料中沿不同晶向傳播時，位移場與電磁場的相互作用。分析結(jié)果

3、表明，在特定傳播方向上，彈性波將產(chǎn)生準(zhǔn)靜態(tài)的電/磁場，而在其他傳播方向上，彈性波的傳播將會激發(fā)出電磁波。
　?。?）利用耦合的彈性波與電磁波波動方程，結(jié)合相應(yīng)的連續(xù)性邊界條件和周期性邊界條件，運(yùn)用Bloch定理和傳遞矩陣法得到了一維周期性壓電/磁材料中傳播的耦合的彈性波和電磁波的色散關(guān)系。數(shù)值結(jié)果顯示，彈性波和電磁波在布里淵區(qū)中心會產(chǎn)生很強(qiáng)的相互作用即聲子激元現(xiàn)象，且壓電/磁性能明顯改變彈性分支的能帶結(jié)構(gòu)。
　?。?）用有限