带隙
- 边界载荷对层级椭圆穿孔板超材料带隙的影响
性复合材料，在其带隙范围内可有效抑制弹性波的传播，被广泛应用于减振降噪[1-2]、超分辨率成像[3]、波滤波导[4]、水声通信[5]等方面。经研究发现，弹性波带隙形成遵循Bragg散射机理[6-7]和局域共振机理[8]。随着研究的深入，超材料结构由经典的杆、板、体等拓展到多孔结构。如Yao等[9]设计了一种周期性“框架-弹簧-质量”系统，即典型的局域共振单元，该结构可用于制作隔振板。Wang等[10-11]研究了不同孔型的声子晶体带隙特性，其中“十”字孔结
人工晶体学报 2023年2期2023-03-14
- 基于ISIGHT的二维手性声子晶体带隙最优设计
，同时获得了完全带隙。声子晶体体现出的带隙特性，即阻止弹性波在特定频率范围内传播，使其在减振降噪和声功能器件上有着很广泛的应用前景，为减振降噪技术的发展提供了一种新思路。近年来，国内外学者针对声子晶体带隙特性开展了大量的研究。吴万鹏[2]对特定二维声子晶体算例的固/固结构、流/固结构和孔/固结构进行了带隙分析并研究了影响低频带隙的因素。刘志明[3]开展了三组元局域共振型三维声子晶体的带隙特性研究工作，从理论上研究了组元材料和点阵结构等参数对带隙特性的影响规
人工晶体学报 2023年1期2023-02-23
- Helmholtz声学超材料带隙特性分析
格散射和局部共振带隙对工程结构的噪声和振动问题进行了研究。Gao等[7]提出了一种具有2个谐振器的二维声子晶体，研究了其带隙特性。Oudich等[8]提出了一种具有复合散射体结构的声子晶体。Wang等[9]采用有限元方法研究了具有开口和闭口谐振腔的声子晶体板。Guenneau等[10]设计了一种具有双“C”谐振器的二维圆柱结构，该结构在低频下有很好的负折射效果。Popa等[11]提出了一种具有主动声学超材料的体系结构，其具有的负折射率、负有效质量密度和显著
哈尔滨工程大学学报 2022年9期2022-10-09
- 分形凹角蜂窝结构声子晶体振动带隙特性
作用可以形成能带带隙。其所具有的能带特性，可以禁止一定频率范围内的弹性波在声子晶体中传播[1]。声子晶体的带隙特征对减振降噪具有重要意义，国内外在声子晶体带隙方面的研究越来越多[2-8]：我国学者多以结构的设计及其几何和拓扑优化研究为主，国外学者则更侧重于对带隙产生机理的分析和奇异特性的探索。但是因为局域共振的本征属性，只能在共振频率处实现对声波的控制，这就导致产生的频带较窄，在宽频声波控制的应用中带来了困难。蜂窝结构作为一种典型的复合结构，由于比强度高、
人工晶体学报 2022年8期2022-09-14
- C3N 带隙调控的第一性原理研究
一就是石墨烯的零带隙电子结构. 这使得基于石墨烯的半导体器件的开关电流比过低 (Ion/Ioff＜ 100)[3], 实际电路中响应缓慢[4-5], 限制了其在电子器件领域的应用. 为了打开石墨烯的带隙, 人们曾试图通过对石墨烯进行异质原子掺杂来获得具有一定带隙的二维材料, 如在石墨烯中掺杂硼(B)原子或氮(N)原子.在过去的20 年中, 人们从理论上提出了许多二维碳氮材料, 其中g-C3N4[6]和C2N-h2D[7]是两种能够实验合成的二维半导体材料.
华东师范大学学报（自然科学版） 2022年4期2022-07-28
- 二维连接板式声子晶体低频带隙仿真研究
输的频率范围就是带隙[1]。根据带隙形成机理的不同，声子晶体可分为布拉格散射型声子晶体和局域共振型声子晶体。当布拉格散射型声子晶体的基体为流体或气体时，第一带隙的中心频率一般位于c/2a(c为基体声速，a为晶格常数)附近[2]，因此当声子晶体尺寸较小时，难以获得低频带隙[3]。为了更便捷地获得低频带隙，刘正猷等在2000年提出了局域共振型声子晶体这一概念[4]，他们将包裹着硅橡胶的铅球嵌入环氧树脂基体中，形成三维三组元声子晶体。研究表明，声子晶体带隙的波长
人工晶体学报 2022年2期2022-03-18
- 双轴应变对二维IV-VI硫族化合物电子特性的影响*
合制作逻辑器件的带隙(0.86 ～1.78 eV)、高达103～105cm2/(V·s)的载流子迁移率。因此，在电子器件(尤其是光电器件)方面有着优异的应用前景。例如：GeSe在光伏器件应用中表现出很好的光学性能，光学吸收系数很高(>104/cm)[6]，在厚度约为一微米时能吸收大部分太阳能[7]；SnSe(SnSe FETs电流开关比可以达到107)[8]、SnS的性能也不俗。实验表明，采用二维MXs为载体制备出来的光电子器件逐渐显露出优越性[9-12]
功能材料 2022年1期2022-02-17
- 导管声子晶体结构带隙特性研究
显著的特征是具有带隙（禁带）特性[1-3]。由于声子晶体是一种新的功能性材料，因此声子晶体的概念从提出开始就备受国内外广大学者的关注[4-5]。由于弹性波和周期结构的相互作用，使得只有一部分频率范围内的弹性波可以顺利通过周期结构，这个频率带称为通带[6-8]，其他范围内的频率将无法通过周期结构继续传播，起到了隔振降噪的效果[9]，此频率范围称为弹性波带隙[10-11]。基于声子晶体的特殊性质，声子晶体在振动控制、航空航天、军工武器等领域，以及导管减振和隔声
舰船科学技术 2021年10期2021-12-10
- 密度泛函理论计算半导体材料的带隙误差研究
半导体和绝缘体。带隙是半导体的电子能带结构中最为重要的性质之一，定义为导带的最小值(conduction band minimum，CBM)与价带的最大值(valence band maximum, VBM)之间的差值，可以根据CBM和VBM对应的高对称点是否相同分为直接带隙与间接带隙。能否较好地描述电子能带结构是第一性原理计算研究领域的一项重要研究课题。对于材料电子能带结构的第一性原理描述，最常用的方法是基于局域密度近似(local density ap
济南大学学报（自然科学版） 2021年6期2021-11-10
- 二维函数光子晶体中的类Dirac点及带隙结构
单层膜结构的直接带隙使光致发光得到加强[7], 得到了更小的有效激子Bohr半径(1 nm)和较大的激子结合能(0.96 eV), 为实现在室温下的激子器件研发提供了条件[8], 其偶极取向的二维特性使激子发射具有高度的各向异性[9].与三维光子晶体材料相比, 二维光子晶体材料具有许多独特性能. 首先, 垂直于二维平面方向的量子局域产生了新的电学和光学性质, 这些性质与三维情形明显不同[10]. 其次, 二维材料的表面会自然钝化任何悬垂键, 从而使二维材料
吉林大学学报（理学版） 2021年5期2021-09-22
- 基于材料相变的声子晶体带隙可调结构设计与性能分析
在一定频率范围(带隙)内无法传播，而在其他频率范围(通带)可以无损耗地传播。研究发现，声子晶体带隙产生的机理主要包括布拉格散射和局域共振2种。前者主要是周期性结构的作用，当入射弹性波的波长与结构的特征长度(晶格常数)相近时，将受到结构强烈的散射[2]。后者主要是单个散射体的共振特性起主导作用[3]。PCs在设计新型声学器件如滤声器、声波导和隔振器等方面具有很大的潜力[4-6]。传统的声子晶体存在特定的带隙性质和确定的工作频率范围[7]，且由其几何构型和材料
计算力学学报 2021年4期2021-09-07
- 基于拉伸主导的热膨胀点阵超材料带隙特性分析
传播。声子晶体的带隙特性有很重要的应用价值，在滤波、减震及降噪领域都有广阔应用前景[4-8]。声子晶体带隙产生方式有Bragg散射机理[9]和局域共振机理[10]两种，根据这两种机理，可以通过改变包括材料密度、模量、声阻抗等材料参数以及晶格形式、散射体形状等结构参数实现对能带结构的调控。相比于自然材料，声子晶体具有超强的可设计性，通过声子晶体带隙调控满足不同的设计需求[11-12]的研究是各个领域研究的热点。为了应对当前科技发展的需要，材料需要更全面的性能
沈阳航空航天大学学报 2021年3期2021-08-04
- 基于有限元法带边型声子晶体结构的带隙研究
通过局域共振结构带隙产生的机理分析，在有限的空间里，只有用小于波长两个数量级的周期性结构才能在低频段产生带隙，即“小尺寸控制大波长”。本文通过在单层板上敷设等效“质量-弹簧”的局域共振子，获取较低的带隙起始频率和较宽的带隙绝对宽度，从而实现对500 Hz下的低频振动及噪声进行减振降噪控制。1 带边型局域共振模型及材料参数为研究单层板上添加局域共振子对低频振动特性的影响，建立合适的单板板附加共振子模型结构，如图1所示,其中晶格常数边长a=0.2 m，厚h为0
机械工程师 2021年7期2021-07-15
- 散射体边界的凸起结构对声子晶体带隙的影响
晶体为具有弹性波带隙特性的周期性复合材料或结构[1-3]，当弹性波的频率位于声子晶体的禁带区间时，弹性波的传播受到抑制.这种带隙特性使声子晶体在减振降噪、滤波和波导等问题中具有良好的应用前景[4-6].声子晶体根据带隙产生的机理可分为Bragg 散射型声子晶体[7]和局域共振型声子晶体[8]，其中Bragg 散射型声子晶体的带隙特性主要取决于原胞间的相互作用和空间中的排布形式，局域共振声子晶体的带隙产生则由散射体自身的振动特性占主导作用[9].本文所研究的
天津师范大学学报（自然科学版） 2021年2期2021-05-12
- 二维复合压电型表面波声子晶体带隙特性
ves，SAW)带隙的研究处于初期[5-7]。实际上，SAW带隙可以用于对声能进行过滤、限制或引导等[8-10]，因此将具有不同频段SAW带隙的PC引入到各种设备中可以一定程度的改善其声学性能，如基于PC的SAW滤波器。为调节SAW带隙，需要寻找合理的PC材料和结构以达到目的。通过改变PC中单元的材料参数、几何参数、晶格形式等[11-14]，带隙频率会被调制。Benchabane等[15]研究了二维正方压电PC中SAW传播，实验和理论上兼证明了SAW完全带
振动与冲击 2021年8期2021-04-28
- 复杂截面周期性隔振桩带隙特性构型影响因素研究
启发，周期结构的带隙特性[2]被引入到隔振排桩的研究中。所谓带隙，是指存在于无限尺寸的周期结构中、具有抑制某个频段内的波传播的特性[3]。带隙特性引入一方面改善了城市轨道交通隔振排桩设计缺乏理论指导的现状，另一方面，通过周期结构或材料的人为设计来调节带隙的带宽和分布，可更具针对性地阻隔目标频段振动，具有良好的应用前景。周期性隔振桩带隙特性的研究才刚刚起步，目前还是以理论研究为主。黄建坤[3]以圆截面排桩为例，针对周期常数、土体弹性模量和桩半径等各类因素对圆
噪声与振动控制 2021年1期2021-02-25
- 掺杂对二维半导体带隙的调控
但是ZnSe 的带隙约为3.21eV 左右，其往往会因为带隙过大，从而只能吸收占太阳能4%的紫外光，这将严重限制其相关性能。因此，要想吸收可见光，使光子从半导体价带跃迁到导带，需要半导体带隙为2.0eV 左右比较合适。最近有研究表明，引入非金属或金属离子掺杂，能够有效地减小半导体带隙，从而提高太阳能的利用率。离子掺杂由于其制备工艺简单，效果明显，是比较常用的调控半导体光催化性能的方法之一。半导体掺杂通常会向禁带中引入杂质能级，从而减小有效带隙，促进可见光的
科学技术创新 2021年2期2021-01-21
- 单边周期环形谐振径向声子晶体结构
前对于声子晶体其带隙的机制解释主要有两种，一种是布拉格散射(Bragg)机制[6]，另一种是局域共振机制[7]。其中基于局域共振机制的声子晶体相对于基于布拉格散射机制的声子晶体可以在相对较小的晶格常数下得到更加低频的带隙，从而达到对结构低频振动的控制。本文将声子晶体理论引入到工业应用中常见的盘状结构，设计出具有低频减振特性的径向声子晶体结构，有助于实现对盘状结构低频振动的抑制。Torrent 等[8-10]将声子晶体理论引入到径向周期结构中，设计出一种在径
振动与冲击 2021年1期2021-01-16
- 一种弯曲主导型热膨胀点阵超材料的带隙特性研究
殊色散特性，能对带隙频率范围内的声波/弹性波产生抑制或调控作用，从而在波导、频率滤波器、声学隐身和振动控制装置等实际装置的设计中具有潜在的应用前景[4-8]。声子晶体带隙产生方式有Bragg散射机理[9]和局域共振机理[10]两种，无论哪种机理基本都是通过合理的构建周期性微结构以实现其带隙特性。相比于自然材料，人工超材料能够通过合理的微结构设计以满足不同的设计需求[11-12]，因此成为各个领域研究的热点。当前科技的发展对材料的设计提出了更严苛的要求。对于
人工晶体学报 2020年10期2020-11-18
- 考虑橡胶质量的两级局域共振子梁的振动研究
子晶体是一种具有带隙特性的弹性常数及密度周期分布的材料或结构。在带隙频率范围内，弹性波的传播被抑制，这种特性使得在带隙频率范围内的振动被削弱，为振动控制领域提供了新的想法。声子晶体产生带隙的机理有两种：布拉格散射机理[1-3]和局域共振机理[4-7]。其中，布拉格散射型声子晶体的带隙频率所对应的波长与晶格常数处于同一数量级，其一般需要较大的晶格常数才能获得低频带隙，实现在低频范围的减振。2000 年，局域共振型声子晶体首次被提出[7]，其实现了“小尺寸控制
机械设计与制造 2020年10期2020-10-21
- DFT-MBJ方法研究S掺杂R3c-ZnTiO3的电子结构和光吸收性质*
iO3薄膜的光学带隙约为3.70 eV[1]。Budigi等采用简单沉淀法合成ZnTiO3，发现在不同温度下煅烧可得到立方相或六角形钛铁矿类型的ZnTiO3，并且利用漫反射光谱计算得到ZnTiO3的带隙为3.59 ～3.84 eV之间[2]。Inaguma等采用钛铁矿型ZnTiO3在高压、高温下成功合成了极性LiNbO3(LN)结构ZnTiO3[3]。Zhang等采用基于密度泛函理论(DFT)局部密度近似(LDA)研究了钛铁矿型六方ZnTiO3的电子结构，
功能材料 2020年8期2020-09-04
- BexZn1-xO1-ySy四元合金热力学性质的第一性原理研究
因其具有宽的直接带隙(3.37 eV)和高的激子束缚能(60 meV)[1]、易生长、材料成本低等优点，同时又具有和GaN类似的晶体结构且具有氧化物自身良好的稳定性、制备温度低等特点而备受关注.与GaN相近的带隙使ZnO具有实现紫外发光器件的可能，而较大的激子束缚能使得ZnO中的激子在室温甚至更高的温度下不被电离，从而具备实现激子发光二极管和高温光电器件的可能.近年来，ZnO及其相关合金在光电领域应用的研究得到了广泛关注[2].要实现基于ZnO的光电器件的
湖北大学学报(自然科学版) 2020年3期2020-06-17
- 第一性原理研究InFeO3和In2FeCrO6的电子结构和光吸收性质
是BiFeO3的带隙约为2.5 eV，不能充分地吸收可见光从而难于获得较高的光伏效率[5-6]。Nechache等[7-8]通过脉冲激光沉积法等成功地在SrTiO3衬底上实现了Cr掺杂BiFeO3形成Bi2FeCrO6化合物。Li等[9]合成的Bi2FeCrO6薄膜的带隙值在1.9 eV到2.1 eV，比BiFeO3的带隙值小，可以促进对可见光的吸收。Tablero等[10]通过第一性原理计算也发现了Bi2FeCrO6有较好可见光吸收性，光伏效率高达33%
人工晶体学报 2019年12期2020-01-13
- Si原子轰击石墨烯形成取代结构的带隙研究
摘要：石墨烯是零带隙半导体材料，无法在半导体领域直接应用。因此，本文采用基于第一性原理的密度泛函理论超软雁势平面波方法计算Si原子轰击石墨烯形成取代结构的能带结构希望能打开石墨烯的带隙。首先验证了石墨烯本身的带隙，模拟数据表明石墨烯具有零带隙的性质。然后采用lammps软件模拟si原子轰击石墨烯中的C原子，在一定范围的轰击速度下（153～597A/fs），Si原子轰击并取代石墨烯中C原子形成了石墨烯型SiC的取代结构。在相同的速度下，用不同数目的si原子分
贵州大学学报（自然科学版） 2019年5期2019-09-10
- 三维蜂窝状声子晶体的带隙优化研究*
性变化的一种具有带隙的声学功能材料，当弹性波频率在声子晶体带隙范围内时，弹性波将被抑制或禁止传播，所以较宽的低频带隙对于减振降噪提供了新的方法和思路[1]。声子晶体由于在控制弹性波方面具有很好的物理特性，吸引了广泛的关注[2-3]。理论和实验结果都表明，声子晶体中可以出现完整的带隙[4-7]，这些带隙可以用来减振或者控制环境的噪音[8-10]，其中主要分为布拉格散射型[11-12]和局域共振型带隙[13]。局域共振型声子晶体与布拉格散射型声子晶体不同，其可
振动、测试与诊断 2019年3期2019-06-25
- M- (Sm, Pr, Ga)掺杂TiO2带隙及电子结构的第一原理研究
房玉真, 孔祥晋, 刘军海, 崔守鑫, 王东亭(1.聊城大学 化学化工学院，聊城 252059； 2.聊城大学 物理科学与信息工程学院，聊城 252059)1 IntroductionTitanium dioxide (TiO2) has drawn intense interest as promising material for photochemical applications[1-3]. It has excellent characteris
原子与分子物理学报 2019年1期2019-03-19
- 十字型结构声子晶体带隙及等效模型研究
获得了剪切波完全带隙，首次提出了声子晶体的概念。1995年，R Martinez-Sala等[3]使用现代化手段测试了马德里一座历史雕塑“流动的旋律”的声学特性，第一次观测到声带隙的存在。2000年以前，所研究的声子晶体大多属于布喇格(Bragg)散射机理，其带隙频率对应的弹性波波长与其晶格常数相当。2000年，刘正猷等[4]首次提出了局域共振型声子晶体，通过对单元结构进行特殊的设计，实现波与单元结构的共振，抑制波的传播。结果表明，该声子晶体的带隙频率所对
压电与声光 2019年1期2019-02-22
- 一维周期掺杂热子晶体带隙的研究
掺杂；转移矩阵；带隙中图分类号：O734 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）21-0032-03Abstract： The third kind of medium is periodically doped into the simple binary system to form periodic doped thermocrystals. The dispersion relation of the structure is d
科技创新与应用 2018年21期2018-09-14
- 间距比对双振子局域共振轴纵振带隙的影响
共振轴纵向振动的带隙行为进行了研究，采用传递矩阵法推导得到了双振子局域共振轴纵振能带结构关系的解析表达式，对双振子局域共振轴的带隙进行了计算。结果表明在振子总质量相同的情形下，双振子局域共振轴相比于单振子而言能够拓宽带隙宽度。此外，针对振子间距比对双振子局域共振带隙特性的影响进行了分析。研究发现：尽管原胞的晶格常数保持不变，然而振子间距比会对各带隙的宽度产生影响，带隙极大宽度发生条件为振子间距比θ=0.5或θ=1（θ=0）时；在一些情形下，适当的间距比可以
振动工程学报 2017年4期2018-05-31
- 二维非凸孔型单相声子晶体带隙研究
止，声子晶体产生带隙的机理大体分为两种:Bragg 散射型和局域共振型。在Bragg 散射型声子晶体中，带隙主要与结构的物理参数、周期性等结构参数有关[13]，当入射弹性波的波长与声子晶体的晶格尺寸相近时弹性波将受到结构强烈的散射作用，使得带隙频率对应的波长与晶格尺寸处于同一数量级；而在局域共振型声子晶体中，虽然结构的物理参数也有一定影响，但带隙主要由晶体中散射体的共振产生。2000年，刘正猷等[14]首次提出了局域共振型声子晶体的概念，他们在环氧树脂的基
沈阳航空航天大学学报 2018年1期2018-03-12
- 含功能梯度材料的周期管路振动特性研究
析功能梯度材料对带隙和应力集中的影响。功能梯度材料由于其特殊的性能如高刚度，减小残余应力和热应力等受到许多研究学者的关注[5-6]。选用两种或多种性能不同的材料，通过连续的改变这两种或多种材料的组成和结构，使其界面消失导致材料的性能随着材料的组成和结构的变换而缓慢变化，形成功能梯度材料[7]。吴晓等[8]采用Timoshenko梁修正理论研究了功能梯度材料梁的动力响应问题，证明了不同梯度指数能对梁的固有振动频率和动力响应产生影响。Yang等[9]分析了含功
振动与冲击 2018年4期2018-03-05
- 周期新型超材料板多阶弯曲波带隙研究
于减振降噪而言，带隙性质的存在为设计隔声隔振结构提供了新的思路，其中，禁带和通带分别对应的是禁止和允许弹性波传播的频率范围，两者交替出现组成了相应的能带结构。声子晶体作为一种周期结构，由周期性占主导作用而产生的Bragg散射带隙首先被发现。但是，由于Bragg带隙中心频率所对应的波长与晶格常数处于同一量级，难以在较小的周期尺寸下得到低频带隙，所以不能进行有效的低频隔声。Sheng等[1]利用很软的硅橡胶材料包裹较硬的铅球作为局域共振单元排列在环氧树脂基体中
振动与冲击 2018年1期2018-02-27
- 基于动力反共振结构的周期细直梁纵向局域共振带隙研究
出利用具有弹性波带隙的周期性复合材料或结构(声子晶体)来抑制带隙范围内弹性波的传播。声子晶体带隙形成机理包括布拉格散射型和局域共振型两大类型[2-3]。传统的声子晶体带隙产生机理为Bragg散射机理，带隙产生的原因是周期变化的材料特性与弹性波之间的耦合作用[4]，第一带隙的中心频率约为c/2a， 其中c为弹性波在基体材料中的波速，a为周期结构的晶格常数。在材料结构已知的条件下若想获得低频带隙必须要选取大的晶格常数，一般不可能在晶格常数为几厘米或更小的情况下
振动与冲击 2017年24期2018-01-23
- 含有周期分布转动振子的声子晶体梁的弯曲振动带隙研究
晶体梁的弯曲振动带隙研究朱学治1， 陈照波1， 焦映厚1， 杨 凯2(1.哈尔滨工业大学 机电工程学院，哈尔滨 150001； 2. 陆军航空兵学院，北京 101123)将转动振子周期布置于基体梁上形成声子晶体梁，受到外激励时，转动振子对基体梁产生动态反力矩作用。基于欧拉梁理论，采用传递矩阵法计算得到含转动振子的声子晶体梁的复能带结构。计算结果表明，转动振子可以使得声子晶体梁产生窄频带局域共振带隙和宽频带Bragg带隙。分析转动振子的转动惯量和转动刚度对带
振动与冲击 2017年21期2017-11-30
- 并联双振子声子晶体梁结构带隙特性研究
实现范围更宽的多带隙特性，基于单振子型声子晶体结构弯曲振动带隙频率范围窄的局限，提出了一种双侧振子布置形式的局域共振声子晶体梁结构，并基于传递矩阵法和有限元法对其进行了无限周期和有限周期的带隙计算，分析了双带隙配合减振的特性；试制了声子晶体梁样件并进行传递特性试验，通过仿真计算与试验结果的对比，验证了有限元法对有限周期结构带隙预测的准确性和有效性；最后基于有限元方法探讨了周期数和晶格常数对双振子梁带隙特性的影响。为并联式双振子声子晶体结构的工程应用提供了理
振动工程学报 2017年1期2017-04-21
- 局域共振型瓣状声学超材料带隙特性研究
型瓣状声学超材料带隙特性研究陈 琳，吴卫国，周 榕(江苏大学 土木工程与力学学院，江苏 镇江 212013)针对现有研究中声学超材料完全带隙和相对带隙较窄的问题，设计了一种局域共振机理的瓣型声学超材料，运用有限元计算和仿真方法研究了该薄膜型声学超材料的能带特性及其振型特性，研究表明瓣型声学超材料的带隙宽度是无瓣型声学超材料带隙宽度的16倍，其相对带隙可达60%。声学超材料；局域共振；完全带隙声学超材料是由尺寸远小于作用波长的结构单元构成、并且有着奇异的反常
电子科技 2017年2期2017-03-07
- 周期性钢/橡胶复合基础低频减振特性研究
对空间压缩并具有带隙，能阻止落在带隙中的弹性波传播，这良好的减振特性恰好与结构中的抗震问题相符合。为此，本文设想将其带隙特性应用于建筑结构的基础防震层设计上。因为地震波是一种弹性波，本文利用一维声子晶体结构的带隙特征，引用钢板/叠层橡胶支座防震的组合思想，设计一种具有减振防震特性的一维钢/橡胶周期性复合基础，理论模型如图1所示，该模型的上部为建筑物，下部为层状的一维钢/橡胶周期性复合基础。实际地震中，地震波的卓越周期为0.1 ～6 s，频率为0.1～10
文山学院学报 2017年6期2017-02-05
- Al掺杂纤锌矿GaN电子结构第一性原理计算
算表明，GaN的带隙宽度随Al掺杂浓度x的增大而增大，而且满足关系式Eg=3.43+2.3x(0≤x≤0.65)，Eg=2.45+3.7x(0.65≤x≤1).计算可为氮化物半导体GaN、AlN及其三元合金化合物Ga1-xAlxN的实验研究提供理论依据.GaN；AlN；第一性原理；带隙0 引言近些年来，IIIA-VA族氮化物半导体GaN、AlN及其三元合金化合物Ga1-xAlxN在微电子学、光电子学和现代通讯等领域拥有广阔的应用前景，使之成为国内外科研人员
哈尔滨师范大学自然科学学报 2016年3期2016-12-15
- 材料粘弹性对于一维局域共振声子晶体带隙的影响*
局域共振声子晶体带隙的影响*左曙光，韦锡晋，倪天心，吴旭东(同济大学 新能源汽车工程中心， 上海 201804)声子晶体是具有声子带隙的人工周期性复合结构。作为常见的声子晶体的组成材料，橡胶材料的粘弹特性很少被考虑到，但其会对声子晶体带隙特性有重要影响。研究声子晶体考虑橡胶的粘弹性后的带隙特性，目的在于研究声子晶体在实际应用中的特性，以更好的应用声子晶体。建立了一维声子晶体梁的有限元模型。使用微分型粘弹性本构模型中的三参数Maxwell模型，推导了它的松弛
功能材料 2016年10期2016-11-12
- 光子晶体电磁传输特性的仿真研究
气孔的变化对完全带隙的变化规律，结论为光子晶体的设计提供参考.光子晶体;完全带隙;平面波展开法①0 引言自从光子晶体被S.John[1]和E.Yablonvich[2]在1987年提出，关于光子晶体的讨论就从来没有停止过，电磁波在其中传输色散小、损耗低、具有局域性等独特的特性，同时它可以人工根据周期性条件自己设计结构，因此一直是人工电磁结构领域的一个热点[3-5].本文就三角晶格光子晶体展开讨论，设计结构，由电磁波传输理论，计算机编程模拟，结论分析等，研究
枣庄学院学报 2016年5期2016-10-18
- 理论研究应变调控硅纳米管的稳定性和带隙*
纳米管的稳定性和带隙*李治文，赖国霞，魏凡翔，徐祥福，朱伟玲，陈星源，张浩(广东石油化工学院 理学院，广东 茂名 525000)采用SCC-DFTB方法，研究了不同手性参数的单臂硅纳米管在不同拉伸应变作用下的稳定性和带隙变化。结果表明，随着拉伸应力的增加，不同孔径的硅纳米管的形成能都增大，稳定性降低。当拉伸应变大于6%时，表现出较明显的尺寸效应，大孔径的硅纳米管相对不容易被拉伸。当拉伸应变小于4%时，不同孔径的硅纳米管的带隙总体都会增大，然后随着拉伸应变的
广东石油化工学院学报 2016年4期2016-09-20
- 层状双周期结构声子晶体带隙特性研究
周期结构声子晶体带隙特性研究祁鹏山，杜军，姜久龙，董亚科，张佳龙(空军工程大学航空航天工程学院，陕西西安710038)设计了一种层状五组元双周期结构声子晶体，并将其等效为一维声子晶体，采用传递矩阵法推导出了该结构的能带结构；在该带隙范围内弹性波或声波的传播能够得到有效抑制，实现对噪声的控制。同时，分析了取消内部周期以后第一带隙的变化以及改变硅橡胶层厚度对第一带隙的影响。结果表明，该结构与简单二元结构相比，在降低带隙频率的同时有效减轻了结构质量，且“内部周期
声学技术 2016年4期2016-09-07
- 磁化强度调制的圆柱形纳米线磁子晶体*
旋波通带和禁带。带隙是由自旋波在布里渊区边界处的布拉格反射引起的。通过改变磁子晶体的周期长度、磁化强度比值可以有效的调制自旋波带隙结构。当周期长度增大时，带隙数目增加，带隙频率位置降低，带隙宽度变窄。随着磁化强度调制的增强，带隙位置逐渐降低，而带隙宽度表现出复杂的变化形式，有些带隙表现出振荡行为。这些结果对研制纳米线磁子晶体器件具有参考意义。关键词：磁子晶体；带隙；微磁学模拟；自旋波；圆柱形纳米线0引言磁子晶体是一种磁性、几何参数等性质在空间上周期性排列的
功能材料 2016年6期2016-07-16
- Theoretical Investigation of the Electronic Structure and Optical Properties of CuSin and Clusters (n=4～10)
CuSin团簇的带隙要比阴离子团簇的带隙要小，说明阴离子团簇比中性的要稳定；(2)阴离子CuSi5团簇要比相邻的其他团簇稳定；(3)紫外吸收谱可看出中性CuSin团簇属弱吸收而阴离子则表现出很强的吸收。对阴离子来说，随着硅原子的增加有红移现象发生。铜掺杂硅团簇；电子结构；吸收谱2015-09-16，2016-01-12)Foundation item：the National Natural Science Foundation of China (212
光谱学与光谱分析 2016年9期2016-07-12
- 二维光子晶体带隙与结构的关系
)二维光子晶体带隙与结构的关系陈义万1,杜海霞2,陈昭蓉3,闵锐1(1.湖北工业大学理学院，湖北 武汉 430068；2.火箭军工程大学理学院，陕西 西安 710025:3.广西大学计算机与电子信息学院，广西 南宁 530003)摘要：用时域有限差分法(FDTD)及完全匹配层边界条件(PML)，计算由介质圆柱构成正方形格子排列的二维光子晶体对光的透射谱，分别得到完整正方格子晶体、中间有孔的正方格子晶体的透射率随波长的变化关系，发现对正方形格子排列的二维光
湖北大学学报(自然科学版) 2016年3期2016-05-27
- 卫星周期桁架结构振动特性应用研究
振动传递特性，即带隙和波形转换作用；根据卫星主承力结构桁架周期性特点，建立服务舱和载荷舱简化模型，利用谱元法分析其振动传递带隙特性，并进行试验验证。理论和试验表明：周期桁架结构具有良好的隔振特性，尤其是阻带内振动得到很大衰减，说明周期桁架在卫星主结构隔振设计中具有广阔应用前景。关键词：振动与波；谱元法；振动特性；周期桁架；带隙；试验验证桁架结构具有重量轻、简单、易于安装和拆卸等特点，在航天器结构设计中应用广泛。国外卫星桁架式主结构设计趋近成熟，主要包括三菱
噪声与振动控制 2016年2期2016-05-19
- 周期结构带隙的能效观点
40）周期结构带隙的能效观点周俊1，饶柱石2，塔娜2 （1.上海交通大学振动、冲击、噪声研究所，上海200240；2.上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室，上海200240）摘要：在几何构型或材料特性方面具有空间重复特性的一类结构，称为周期结构，如桁架、加强筋板等。在一定频率范围内，周期结构能够阻断弹性行波在其中传递，该特性可应用于隔振器开发。现有周期结构隔振分析大多基于无限长假设，即假设周期结构在几何空间中可无限延伸，因此只有行波解具有物理意义，非
噪声与振动控制 2016年2期2016-05-19
- 石墨烯带隙的调控及其研究进展
0190石墨烯带隙的调控及其研究进展蔡乐，王华平，于贵∗中国科学院化学研究所，北京分子科学国家实验室，北京100190摘要：石墨烯是一种单原子层的二维材料，因其独特的晶格结构而具备十分优越的性能，引起了科学家的广泛关注。但因其价带与导带相交于狄拉克点，导致石墨烯为没有带隙的半金属，限制了其在纳电子学器件中的应用。为了打开石墨烯的带隙，研究者们付出了巨大的努力。在石墨烯中引入带隙的方法包括量子限制法、掺杂法和对称性破缺法，它们分别是将电子限制在一维的石墨烯
物理学进展 2016年1期2016-04-07
- 三谐振弹性波超材料的带隙研究
振弹性波超材料的带隙研究杨厚禄， 王公正*， 莫润阳， 宿贵梅， 胡静(陕西师范大学 物理学与信息技术学院， 陕西 西安 710119)摘要：基于集中参数模型动力学法，研究了具有三谐振系统弹性波超材料能带结构、数值模拟参数对有效质量及能带结构的影响。理论及仿真研究表明，有效质量具有频率依赖性，在3个频率位置处的有效质量为负值，频率位置和带宽可由模型参数调节；材料存在3个带隙，增加内部谐振子弹性系数可将带隙向高频移动，同时有拓宽带隙作用。通过增加谐振子质量可
陕西师范大学学报（自然科学版） 2016年1期2016-02-01
- 复式类正方格子声子晶体薄板的带隙研究
子声子晶体薄板的带隙研究赵浩江，刘荣强，郭宏伟，史创(哈尔滨工业大学机电工程学院,哈尔滨150001)摘要：将一种复式类正方格子引入声子晶体薄板，其基元包含5个圆形散射体。利用平面波展开法研究了其纵向振动带隙结构，发现通过改变基元内不同位置处散射体的半径比及填充率，可以调节声子晶体带隙的宽度和位置。通过与相同填充率下的正方格子和Bathroom格子对比发现，复式类正方格子在合适的半径比之下可以获得更宽的带隙。关键词：声子晶体；带隙；平面波展开法；薄板中图分
振动与冲击 2015年19期2016-01-15
- 扶手椅型缺陷硫化钼纳米带电子性质的第一性原理计算
陷仅减小纳米带的带隙; 电子态密度和能带的本征态表明缺陷纳米带费米能级附近的杂质态主要是缺陷态的贡献. 研究了四类半导体性质的纳米带带隙与宽度的关系, 对于完整的纳米带, 带隙随宽度以3为周期振荡变化; 而引入空位缺陷后, 纳米带的带隙振荡不再具有周期且振荡幅度变小. 同时发现, 当缺陷的浓度变小后, 缺陷仅使纳米带的带隙减小, 不会使其变为金属性. 这些结果有望打开其在新型纳电子器件中的应用潜能.二硫化钼; 纳米带; 空位缺陷; 第一性原理; 电子结构1
物理化学学报 2015年11期2015-12-07
- 一维四元嵌构式声子晶体低频禁带特性研究
状四元声子晶体的带隙分析和研究目前未见报道。为此，笔者根据声子晶体理论，基于多层周期性层状结构在减振隔音方面的应用可能，构造了一个层状四元复式声子晶体模型，采用集中质量法计算该结构的禁带特性，分析其禁带变化规律，这为周期性减振隔音复合板材的设计提供了一种新思路。1 理论模型实际工程中的有限层状结构与理想的一维层状声子晶体结构类似，都由不同的多层平板材料沿着垂直于平面材料的方向上具有周期性。因此，笔者构造了一个层状四元复式声子晶体模型。一维层状声子晶体的振动
长江大学学报(自科版) 2015年22期2015-12-01
- 一种低功耗多输出带隙电压基准源电路的设计
章提出了一种基于带隙原理的多路输出的基准电压电路设计。该电路采用标准CMOS工艺，工作电压为1.8～3.3 V，输出基准电压为1.5 V、1.1 V、0.9 V，温度系数为75.86 ppm/℃。由于采用了MOS管亚阈值原理，功耗低至4.29 μW。在室温27 ℃和频率为10 Mhz处的电源抑制比为22.5 dB。关键词：带隙；电压基准；多输出；低功耗；亚阈值中图分类号：TN432 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）27-0007-0
企业技术开发·下旬刊 2015年9期2015-05-30
- 一维层状二组元声子晶体的带隙研究
二组元声子晶体的带隙研究唐启祥，胡家光，邱学云(文山学院 信息科学学院，云南 文山 663000)摘要：运用传输矩阵法数值计算了弹性波分别通过不同晶格常数、不同组元厚度比和不同复合周期数的一维层状二组元声子晶体的透射率，确定了带隙的起止频率和宽度。结果显示，晶格常数增大，起止频率和带隙宽度均变小；厚度比增加，起始频率几乎不变，而截止频率和带隙宽度几乎成线性增加；周期数增加，起止频率和带隙宽度均几乎不变。关键词：二组元；声子晶体；传输矩阵；透射率；带隙声子晶
安庆师范大学学报(自然科学版) 2015年3期2015-03-11
- DGS结构参数对其反射特性的影响
谐振，提供良好的带隙特性。1 DGS结构及仿真结果设计了一种DGS结构，如图1所示。其中基板介电常数为2.2，厚度0.787mm；微带线宽度w=1.25mm，狭缝宽度g=0.156mm。本文采用谱域法对所设计的DGS结构反射特性进行仿真研究，详细讨论结构参数对中心频率的影响。图1 缺陷接地DGS结构示意图1.1 单元尺寸a对频率的影响其他参数不变，改变尺寸a，分别为1.4mm，2.3mm，3.2mm和4.2mm。DGS结构微带线传输特性如图2所示，此时，对
长春理工大学学报（自然科学版） 2014年6期2014-12-07
- 一维玻璃/硅橡胶声子晶体纵向振动带隙的控制研究
是一种具有弹性波带隙的周期性结构材料，在带隙频率范围内，弹性波不能传播。声波，作为弹性波的一大类，与我们的生活和工作息息相关。而对我们的生活和工作造成危害的噪音也在声波之列。降低或消除噪音带来的危害显得非常重要和迫切。通过恰当的设计声子晶体的成分和结构，可以具有选择性地阻止噪音的传播。自声子晶体概念提出来之后［1-2］，对声子晶体的结构、带隙特性有了一定的研究。研究认为，声子晶体带隙产生的机理有两种：布拉格（Bragg）散射型和局域共振型。布拉格散射主要是
文山学院学报 2014年3期2014-10-24
- 一维铝/塑料声子晶体中铝变化对带隙的影响研究
子晶体中铝变化对带隙的影响研究邱学云，唐启祥（文山学院 信息科学学院，云南 文山 663000）设计出基体材料为塑料，散射体材料为铝的一维声子晶体杆状模型，采用集中质量法，仿真计算该模型中散射体铝的材料参数变化时各结构的带隙分布情况，寻找相应的变化规律。研究表明：随着基体材料塑料与散射体材料铝的密度差增大，结构的第1、第2带隙的起始频率逐渐降低，并且第1带隙的带宽随之逐渐增大。同时，散射体材料铝的杨氏模量、剪切模量的变化与结构的第1、第2带隙的截止频率呈正
文山学院学报 2014年3期2014-03-02
- 二维正方晶格光子晶体的带隙研究*
介质柱半径对光子带隙的影响选用的晶格常数为a=0.1 mm，介质的相对介电常数为εa=11.6，背景的相对介电常数为εb=1，在固定介电常数和晶格常数不变的情况下，改变介质柱的半径，使其半径从0.2a变化到0.4a，通过大量仿真数据，分析TM模式和TE模式下光子晶体的带隙变化规律。图2(a)、2(b)以及2(c)分别为r=0.2a，r=0.3a，以及r=0.35a时，光子晶体TM模式下的带隙分布图。图3(a)、3(b)以及 3(c)分别为r=0.2a，r=
电子器件 2012年1期2012-12-28