声子晶体中声波的狄拉克颤动效应研究

Using the plane-wave-expansion (PWM), multiple-scattering (MST)and the finite-difference time-domain (FDTD), we will invesigate the condition for the Dirac point to occur, then will obtain material and structural parameters to design the phononic crystal samples. From the theoretical and experimental aspects, we will study the mechanism of the Zitterbewebung..In this proposal, we explore both experimentally and theoretically thant the phenomenon of the Zitterbewebung can occur for sonic wave in the two dimensional phononic crystals, in order to analyze the physical origination for the Zitterbewebung. From a rather macroscopic perspective, we study the mechanism of the Zitterbewebung, which is similar to the case of the photon near the Dirac pont in the photonic crystals. We study the dynamic behavior of pulse tranmission through the two dimensional phononic crystals slabs with the center frequency near the Dirac point. We study the extremal tranmission of the sonic wave near the Dirac poit in two dimensional phononic crystals, which is inverely proportion to the thinkness of sample and investigate the the Zitterbewebung for the Rayleigh.. Studing the Zitterbewebung, not only enrichs the cognition of sonic wave, but also provides the means of investigating special effect of sonic wave in a macroscopic scope. This work is to study the Zitterbewebund effect ,and Dirac point of band gaps in phononic crystals, as a cross-discipline subject of condesed matter physics and acoustics can deepen cognition of those two subjects.

用平面波展开法(PWM)、多重散射法(MST)和时域有限差分法(FDTD)计算设计出Dirac奇异点，由此提供设计声子晶体的材料参数和结构参数，据此制作样品.在实验中对狄拉克颤动效应进行观测研究，从理论和实验方面研究其物理机理。 .研究宏观尺寸的声子晶体中声波的狄拉克颤动效应形成机理，研究狄拉克颤动效应的瞬态行为特性，研究声子晶体Rayleigh表面波的狄拉克颤动效应。研究的目标是掌握声波在各种情况下发生狄拉克颤动效应的条件和规律，为应用提供理论指导。.通过该项目的研究，不仅丰富和加深对声波动现象的认识，而且为在宏观尺寸范围内研究声波的特殊效应提供有效的研究方法。本项目是声学和凝聚态物理学的交叉学科，通过该项目的研究，拓宽对这两门学科的认识。

通过该项目的研究，不仅丰富和加深对声波动现象的认识，而且为在宏观尺寸范围内研究声波的特殊效应提供有效的研究方法。本项目是声学和凝聚态物理学的交叉学科，通过该项目的研究，拓宽对这两门学科的认识。.研究宏观尺寸的声子晶体中声波的狄拉克颤动效应形成机理，研究狄拉克颤动效应的瞬态行为特性，研究声子晶体Rayleigh表面波的狄拉克颤动效应。研究的目标是掌握声波在各种情况下发生狄拉克颤动效应的条件和规律，为应用提供理论指导。.研究了环氧树脂/ER材料的二维声子晶体的单点缺陷。电压的增大可以导致缺陷态频率与禁带宽度发生变化，同时当电压达到一定值时，声波的压强基本都局域在缺陷处。而填充率和缺陷圆柱体半径的变化也会导致缺陷态频率发生改变。.研究了二维声子晶体环氧树脂/ER材料的双点缺陷。双点缺陷为两个完全相同的点缺陷组合而成。分为最邻近、次邻近、次次邻近三种情况进行讨论。.研究了环氧树脂/ER材料的二维声子晶体的单点缺陷。主要考虑了电压、填充率、缺陷半径对于单点缺陷能带结构的影响。电压的增大可以导致缺陷态频率与禁带宽度发生变化，同时当电压达到一定值时，声波的压强基本都局域在缺陷处。而填充率和缺陷圆柱体半径的变化也会导致缺陷态频率发生改变。.研究了二维声子晶体环氧树脂/ER材料的双点缺陷。双点缺陷为两个完全相同的点缺陷组合而成。分为最邻近、次邻近、次次邻近三种情况进行讨论。且对于每种情况都分别从电压、填充率、缺陷半径对于双点缺陷能带结构的影响这些方面进行讨论。对比分析三种双点缺陷的能带结构后，发现最邻近的双点缺陷与次邻近和次次邻近双点缺陷的能带结构图差别较大，也就是说能带结构会随着两个点缺陷之间的距离变化而变化。相对于单点缺陷来说三种双点缺陷的缺陷态都发生了分离现象，源于两个点缺陷之间的相互作用。. 是针对正方排列的二维声子晶体环氧树脂/ER材料线缺陷的能带结构的研究。把线缺陷分成直线型、双倍直线型、直弯型、V型和宽V型几种。分析电场强度、填充率、缺陷半径对于整体能带结构的影响。之后把直线型和二倍直线型线缺陷能带图进行对比分析。直弯型、V型、宽V型的线缺陷放在一起进行分类讨论。..考虑弹性波垂直入射这种二维声子晶体，发现在这种声子晶体中存在ZB振荡行为，同时能够通过改变外加电压的大小来实现对ZB振荡周期和振幅的调控。.其次，研究了弹性波斜入射到这种声子晶体的能带结构，发现随着斜入射角