一维非线性晶格中的声子传播和热整流现象

利用非线性电感－电容（LC）传输线电路，研究一维晶格链中的声子（振动能量）激发和传播，探测可能存在的热整流现象。首先我们将设计制作带增益的闭合非线性LC传输线，探索其中传播的非线性波及其物理特性。然后，对两列传输线进行耦合，研究不同方向的导热性质。即，在两列耦合的LC传输线的两端接入不同的热库信号，测量两列电路之间的能量传输，观察是否存在违背著名热力学规律――Fourier定律的反常热传导现象。数值研究早就发现，在一维系统里，会出现违背Fourier热传导定律的所谓反常热传导。随着纳米科技的发展，人们也已经在具有一维特征的纳米管里观察到可分辨的反常热传导现象。但真正的一维晶格中的声子能量传播实验是很难实现的。本项目利用数学模型相似的非线性LC传输线电路来模拟一维晶格中的声子激发和传播，对进一步证明一维晶格中反常热传导和探索可能的热整流现象具有意义。