禁带
- 我国首颗15.24 cm氧化镓单晶成功制备
氧化镓是新型超宽禁带半导体材料，拥有优异的物理化學特性，在微电子与光电子领域均拥有广阔的应用前景。但因具有高熔点、高温分解以及易开裂等特性，因此，大尺寸氧化镓单晶制备极为困难。据了解，中国电科46所氧化镓团队聚焦多晶面、大尺寸、高掺杂、低缺陷等方向，从大尺寸氧化镓热场设计出发，成功构建了适用于15.24 cm氧化镓单晶生长的热场结构，突破了15.24 cm氧化镓单晶生长技术，具有良好的结晶性能，可用于15.24 cm氧化镓单晶衬底片的研制，将有力支撑我国氧
有色金属材料与工程 2023年2期2023-05-30
- 面向航空结构低频振动的力电耦合超材料板设计
负的等效参数产生禁带，阻隔弹性波传播，因此被广泛探索用于梁、板、壳等工程结构的减振设计［2-4］。然而，超材料在工程中用于低频减振依然存在一些难以克服的问题。首先，超材料实现低频禁带需要引入较大额外质量，并且引入的质量随着频率的降低而增加，虽然缩减附加在结构上的谐振子个数可减少附加质量，但禁带阻隔弹性波完全消除共振的效果可能减弱（甚至消失），仅能利用谐振子的阻尼效应降低共振幅值［5-6］。其次，由于强频散特性，局域谐振产生的带隙狭窄，无法实现宽频的减振效果
航空学报 2023年5期2023-04-19
- “宽禁带功率半导体器件”专题前言
耗的应用要求。宽禁带功率半导体器件具备临界击穿场强高、电子饱和漂移速率高、工作温度高等特点，可在新能源汽车、光伏、消费类电子等应用领域中实现对电能的高效管理。《“十四五”规划纲要和2035年远景目标纲要》明确提出以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表的宽禁带半导体是我国集成电路领域的重点攻关方向之一。近年来，以SiC与GaN为代表的宽禁带半导体和以氧化镓（Ga2O3）为代表的超宽禁带半导体材料、器件和应用等技术取得了令人瞩目的进步，但是其成熟、广泛的应
电子与封装 2023年1期2023-03-08
- 特约主编寄语
aN)为代表的宽禁带半导体材料由于其宽带隙、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等突出优点，成为制作大功率、高频、高温及抗辐照电子器件的理想替代材料。随着SiC单晶生长技术、外延材料工艺和GaN异质结外延技术的不断成熟，宽禁带半导体功率器件的研制和应用在近年来得到迅速发展，人们对SiC在新能源汽车、电力能源等大功率、高温、高压场合，以及GaN在快充和信息电子领域的应用前景寄予厚望。深入探索宽禁带器件的材料及应用特性，最大限度发挥宽禁带器件的性能，成为宽禁带半导体
电气传动 2023年1期2023-03-08
- 基于禁带机理的加筋板减振设计方法
期性。声子晶体等禁带周期结构概念的提出,为振动控制提供了新的思路。弹性波在这类周期结构中传播时,由于结构内部几何形状、材料参数或边界条件等周期性地变化,导致在某一频带内形成特殊的传播关系,从而抑制弹性波的传播,该频带即被称为禁带(或带隙)。现阶段有3种构造禁带的机理,可以构造布拉格禁带、局域共振禁带和耦合禁带,利用周期结构的禁带特性可以达到减振降噪的目的。虽然现有研究早已指出周期结构中弹性波禁带中结构响应明显降低,但在工程实践中仍少见基于此原理,对工程周期
航空学报 2022年9期2022-10-12
- Lieb莫尔光子晶格及其光子学特性研究
出比子晶格更宽的禁带以及更平的能带［7-10］，实验上光子莫尔晶格可以采用多种方式产生，如叶芳伟等［11-12］提出的在光折变晶体中通过光强诱导方法构造光子莫尔晶格，实现了空间光孤子的调控。曾健华等［13］提出在相干原子气体中基于电磁诱导产生光子莫尔晶格。马仁敏等［14］基于半导体多量子阱膜叠加的方法设计了光子魔角激光器。因此，光子莫尔晶格具有宽禁带以及平带特性，旋转角提供更多的调控自由度，是一种极具前景的新型光子学研究平台。光子禁带和平带是光子晶体的两个
光子学报 2022年6期2022-07-27
- 一维光子晶体的湿敏禁带特性研究
,从而会形成光子禁带[7,8]。一维光子晶体因其结构简单、易于制备而受到极大关注和广泛地研究,如一维光子晶体太赫兹波段的透射特性[9]、一维光子晶体生物传感器[10]、一维光子晶体滤光器件[11]等。一维光子晶体结构被特定光波入射后会产生透射光谱,而透射光谱中会产生禁带,禁带结构与其构成材料的光学性能有关。当外界环境变化时,会致使构成一维光子晶体的介质的光学性能变化,而介质的光学性能变化会致使其所构成的一维光子晶体的光子禁带发生变化。于是,外界环境湿度变化
量子电子学报 2022年3期2022-06-10
- 发展宽禁带半导体不能只拿来不创新
宽禁带半导体（又称第三代半导体）器件和材料产业已在国内外开始部署。近年来，迅速发展起来的（超）宽禁带半导体材料是固态光源和电力电子、微波射频器件的“核芯”，在半导体照明、新一代移动通信、智能电网等领域具有广阔的应用前景，有望成为支撑信息、能源、交通、国防等产业发展的重点新材料。中国科学院院士、西安电子科技大学教授郝跃介绍，宽禁带半导体最明显的特征是它的半导体禁带宽度宽，在材料的性质方面更接近绝缘体。因此，以氮化镓和碳化硅为代表的这类宽禁带半导体材料拥有击穿
张江科技评论 2022年1期2022-02-23
- 浙大杭州科创中心研制出首批碳化硅晶圆
氮化镓为代表的宽禁带半导体产业。5月上旬，浙江大学杭州国际科创中心（以下简称科创中心）研制出首批碳化硅晶圆，这是继2020年11月首个碳化硅单晶锭成功制备后，取得的又一重要进展，标志着科创中心拥有了在碳化硅晶圆加工方面开展高水平研究的能力。先进半导体研究院首个碳化硅单晶诞生2020年11月，浙大杭州科创中心先进半导体研究院首炉碳化硅单晶成功“出炉”，这是研究院的半导体材料研究室在科创中心首席科学家杨德仁院士指导下取得的阶段性成果，这标志着经过前期紧锣密鼓的
中国科技财富 2021年6期2021-07-10
- 二维函数光子晶体不同函数形式对带隙结构的调控
性得到较宽的光子禁带[15-16], 如改变散射子形状及晶格结构[17]、 采用复合式结构[18]或用各向异性介质材料代替各向同性材料[19]等方法. 但在实际中实现这些方法均存在困难, 如采用复合式结构方法会使光子晶体的结构变得复杂, 且不适合工艺制造. 文献[20]设计了一种二维函数光子晶体, 可通过对介质柱施加电场、 光场和磁场[21]改变其折射率. 在此基础上, 本文利用平面波展开法研究二维函数光子晶体介质柱介电常数不同的线性函数形式对横电(TE)
吉林大学学报（理学版） 2021年3期2021-05-26
- 原子质量对一维三原子链色散关系的影响
3，存在两个频率禁带，即低频光学波与声学波之间的频率禁带ωg1和高、低频光学波之间的频率禁带ωg2.孙美慧[5]在此基础上讨论了一维三原子链与一维单原子链色散关系的内在联系，并未对频谱宽度以及频率禁带进行深入研究.本文以原胞内原子质量分别为m1、m2和m3的一维三原子链为研究对象，在恢复力系数不变的情况下分析原子质量对频谱宽度Δω1、Δω2和Δω3以及频率禁带ωg1和ωg2的影响规律，研究结果可为晶体带通滤波器的设计及晶体的性质分析提供理论依据，也是对固体
大学物理 2021年4期2021-04-08
- 含谐振单元和弹性支承谐振单元的声子晶体低频禁带特性研究
，特别是局域共振禁带机理[6]的提出，为低频振动控制提供了重要理论支持[7-9]。在对声子晶体的研究中，弹簧质量链模型因其结构简单、力学模型清晰而受到学者的青睐。早在2003年，Jensen[10]通过弹簧质量链模型研究了材料属性周期分布的一维和二维结构。此外，对局域共振声子晶体的研究表明，其共振模式与多自由度系统的共振模式具有相似性[11]。因此，能够将连续体模型简化为弹簧质量链模型，进而探索其低频段的动力学特性。通过这种简化方式，学者们分别研究了含有单
人工晶体学报 2021年1期2021-02-23
- 迈向全新的产业时代 三问三答第三代半导体材料
的英文翻译是“宽禁带半导体”材料。从材料性质角度来看，“宽禁带”才是真正的第三代半导体的最大特点。那么，什么是宽禁带呢？问题二：什么是宽禁带？它的独特性质是什么？要说清楚禁带，首先我们得了解一些基本的晶体结构和量子力学的知识。下面本文尽量以简单和方便理解的描述方法进行解释。根据量子力学最基本的假设，能量在原子、电子这个级别的微观尺度下是不连续的。举例来说，以氢原子为例，氢原子外电子的能级从最低的-13.6E/eV开始，一直到-3.4E/eV、-1.51E/
微型计算机 2021年2期2021-02-04
- 基于全电子方法和TB-mBJ势的硫化镉多型体能带结构计算
和价带边，较窄的禁带宽度、良好的光导电性和较高的电子亲和能等优点，适宜在可见光下用于分解水制氢而受到广泛研究.Kaveri[3]等通过浸渍法制得CdS/rGO,其对甲基橙的降解率可在120min内达到99%.Yan[4]等合成了Pt-PdS/CdS光催化剂，可见光下量子效率达到93%.CdS的热力学稳定相是纤锌矿结构(w-CdS)[5-6]，闪锌矿结构的CdS(zb-CdS)[7-8]也很常见.在高压下，纤锌矿结构和闪锌矿结构CdS都会转变为岩盐矿结构Cd
复旦学报（自然科学版） 2020年2期2020-05-20
- 晶态纳米纤维素的多色圆偏振荧光性能
列相的手性及光子禁带决定[33].晶态纳米纤维素(CNC)是溶质型液晶,当悬浮液达到临界浓度时,自组装形成左旋手性向列型结构,干燥成膜后能够保持该介观手性结构,其光子禁带从近紫外到近红外范围可调[33],在光学、 不对称催化、 光学加密及生物医学等领域具有应用潜能[8,34～37].本课题组[8,16]揭示了CNC基手性向列相的圆偏振机制并获得glum值高达-0.74的右旋圆偏振荧光.目前,宽禁带CNC膜材料的研究仍处在起步阶段,前文[38]报道了双色圆偏
高等学校化学学报 2020年5期2020-05-19
- 含负折射率材料的一维双周期光子晶体带隙特性
据一维光子晶体的禁带特性及其缺陷模式的带隙特性制成的光学器件已被广泛应用于很多领域,如窄带滤波器、光开关、传感器、激光、反射器等[3-7],构成这些光学器件的一维光子晶体基本是由常规折射率材料(材料的折射率n,介电常数ε和磁导率μ均大于零)组成的.负折射率材料,又称为左手材料,介电常数ε和磁导率μ至少有一个为负值,因此光波在左手材料中的传播特性与在右手材料中传播特性不同[8-13].所以,在常规的一维光子晶体中引入负折射率材料能够改变其光学性能,其带隙特性
沈阳大学学报(自然科学版) 2020年2期2020-05-05
- 太赫兹光子晶体波导传输特性研究
;二维光子晶体;禁带中图分类号：O734 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）08-0019-02Abstract： In this paper， the band structure of TM mode and the transmission characteristics of terahertz wave in two-dimensional photonic crystals with def
科技创新与应用 2020年8期2020-03-13
- 二维太赫兹光子晶体能带结构研究
时域有限差分法;禁带中图分类号：O734 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）07-0009-03Abstract： In this paper， plane wave method and finite-difference time-domain method are used to study the band structure of TM mode of 2D terahertz photoni
科技创新与应用 2020年7期2020-02-29
- 一维光子晶体无序膜厚扰动的分析及优化
.该方案可以保证禁带中心位置不发生过大偏移，同时可降低制备精度要求，降低工业生产成本.1 结构模型和计算方法通过传递矩阵法(transfer matrix method，TMM)分析结构光学性质.第k层特征矩阵可表示为(1)在实际镀膜过程中，光子晶体膜层的厚度会在设计值附近浮动.周期性无序扰动的薄膜模型是指在周期性结构的基础上，周期单元的厚度相对设计值有一定偏移.采用期望值为0，方差为σ2的正态分布来描述厚度随机波动的情况.每一层薄膜的实际厚度为d实际=d
深圳大学学报（理工版） 2020年1期2020-01-06
- 二维结构光子晶体太赫兹波禁带特性研究
量，具有光子频率禁带特性存在二维空间各方向上的材料，介质杆被平行而均匀的排列组成了二维光子晶体.二维光子晶体结构的方向与介质杆的方向垂直，而介质杆两个方向上的介电函数是空间位置的周期性函数[4～5].光子晶体有三个关键的性质，分别是光子禁带、光子局域特性和抑制自发辐射，它们是光子晶体应用的基础，光子晶体正是根据这些特性，才呈现出了非常好的应用前景[6～8].目前太赫兹二维光子晶体滤波器的响应频段未处于太赫兹大气通信窗口、工作带宽较窄、纹波较大、滤波边带不够
枣庄学院学报 2019年5期2019-09-23
- 一维Si/SiO2光子晶体在近红外波段滤波特性研究
陷材料的厚度分析禁带中透射峰特性，改变入射角研究TE模与TM模下禁带及透射峰特性，以期实现在近红外波段的窄带宽高透射精准滤波，为近红外波段滤波器件的应用提供了一种可行性方案。1 光子晶体结构模型和数值计算方法一维光子晶体模型为(Si/SiO2)ND(Si/SiO2)N结构，如图1所示。在近红外波段取Si和SiO2的折射率[18-19]分别为nSi=3.5，nSiO2=1.45，设定高折射率材料Si的厚度为d1，低折射率材料SiO2的厚度为d2，缺陷材料D的
太原理工大学学报 2019年3期2019-05-30
- 声子晶体板中低频宽禁带的形成机理
中形成的具有声子禁带特性的周期复合材料或结构称为声子晶体,当弹性波在其中传播时,声子禁带内的波会被抑制[1]。由于声子晶体的禁带特性具有广泛的应用价值,可用于滤波、波导以及工程减振等领域[2],因此对其研究受到了普遍关注[3]。依据声子禁带的形成方式,声子晶体可分为两种类型,一种是布拉格型声子晶体[4],因其禁带主要由散射体对波的各种周期性调制而产生,致使禁带波长较大[5-6],无法实现低频应用;另一种是局域共振型声子晶体[7],因其禁带主要由振子的共振引
西安交通大学学报 2018年12期2018-12-12
- 可调谐光子晶体滤波特性研究
配，可能形成光子禁带，频率与禁带对应的电磁波会被禁止传播。在光子晶体中掺入杂质，将破坏光子晶体的周期性结构，增加相应频率光子的态密度[1]，某些频率的光可以有效甚至无损失地通过光子禁带。这些特性使得光子晶体可以控制电磁波或光子的传播[2]。光子晶体已广泛应用于激光器、滤波器和光传感器等诸多方面[3,4]。一维光子晶体滤波器由于结构简单、便于制备而得到了学者的广泛关注和深入研究。从应用的角度来看，可调谐滤波器具有更大的价值。改变光子晶体的外部参数如温度、电场
唐山师范学院学报 2018年3期2018-06-13
- 加强宽禁带半导体材料的研发与应用
宽禁带半导体材料的研发与应用方兴未艾，正在掀起新一轮的热潮。其中，碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）以高效的光电转化能力、优良的高频功率特性、高温性能稳定和低能量损耗等优势，成为支撑信息、能源、交通、国防等领域发展的重点新材料。中国工程院院士屠海令认为，发展宽禁带半导体材料需要关注以下几点。（1）宽禁带半导体材料及应用具有学科交叉性强、应用领域广、产业关联性大等特点，需要做好顶层设计，进行统筹安排。中国在SiC、GaN半导体材料的基础研究、应用研究、产业化
张江科技评论 2018年1期2018-02-03
- 宽绝对禁带的一维磁性光子晶体结构∗
到修改稿)宽绝对禁带的一维磁性光子晶体结构∗陈敏 万婷 王征 罗朝明†刘靖(湖南理工学院信息与通信工程学院,复杂工业物流系统智能控制与优化湖南省重点实验室,岳阳 414006)(2016年4月22日收到;2016年10月16日收到修改稿)提出了一种具有宽绝对禁带的一维磁性光子晶体结构,该结构由相同的折射率和物理厚度以及不同的波阻抗的两种磁性材料交替组合而成.通过传输矩阵法分析可得,相比于非磁性光子晶体,该光子晶体的禁带对入射角和偏振都不敏感,从而具有更宽的
物理学报 2017年1期2017-07-31
- 结构参数对正负缺陷一维光子晶体透射谱的影响
磁波频率落入光子禁带中被阻止传播，也就是说光子无法从光子禁带中透过。利用光子晶体具有光子带隙这一重要特征，人们可以根据需要来控制、调节光子的运动。研究表明，在介质中引入缺陷，使得光子带隙形成缺陷态，通过控制缺陷介质的材料性质或光子晶体结构参数来调控缺陷态的位置，从而使得人为控制光行为成为了可能。这些特性的发现，使得光子晶体在光滤波器、全反射镜、激光二级管、光开关等新型器件的设计具有重要指导价值[3-5]。虽然目前有关光子晶体的理论研究已经趋于成熟，但是有关
河池学院学报 2017年2期2017-06-22
- 嵌套型开缝圆管声子晶体的带隙影响因素研究
限元法对该结构的禁带和透射系数进行了数值计算并搭建实验台进行了实验验证,获得了在晶格常数不变情况下该结构的带隙影响因素和禁带调节方法。研究结果表明,嵌套型开缝圆管结构具有低频禁带特点,能够在500 Hz左右得到宽禁带。在晶格常数恒定的条件下,内管缝向和位置参数对结构的低频禁带具有有效的调节作用,能够将低频禁带起始频率降低到250 Hz,其原理为产生并增强亥姆霍兹共鸣效应,因此这种禁带调节方法在声子晶体制备后仍然能够实现多频段、宽频带的带隙调节。同时,玻璃棉
西安交通大学学报 2016年4期2016-12-23
- 声子晶体板中低频完全禁带形成机理研究
晶体板中低频完全禁带形成机理研究李锁斌1,2,陈天宁1,2,奚延辉1,2,王小鹏1,2(1.西安交通大学机械工程学院,710049,西安;2.西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室,710049,西安)针对固体基局域共振型声子晶体中难以出现100 Hz以下的完全弹性波禁带问题,提出了一种新型声子晶体板,其结构由锥形复合散射体周期性阵列于一个二维二组元声子晶体板两边构成。采用有限元方法对其禁带特性和禁带形成机理进行理论研究,获得了声子晶体板中低频完全禁
西安交通大学学报 2016年12期2016-12-22
- 级联对称结构光子晶体的透射谱特性
中出现带宽较宽的禁带，且禁带随介质层物理厚度的增大向长波方向移动(蓝移现象)；当光子晶体为单级联对称结构(AnBn)5(BnAn)5时，禁带中出现1条透射率为100%的精细透射峰，具有对称结构光子晶体的透射谱特征，且禁带及禁带中的单透射峰随介质层物理厚度的增大也出现蓝移现象；当级联数目增多构成多级联对称结构光子晶体(A1B1)5(A2B2)5…(AnBn)5(BnAn)5…(B2A2)5(B1A1)5时，透射谱中出现带宽很宽的禁带，且禁带随介质层物理厚度的
河池学院学报 2016年5期2016-12-22
- 二维硅基蜂窝状空气环型光子晶体禁带特性研究
空气环型光子晶体禁带特性研究刘 丹*，胡 森，肖 明，王 筠，童爱红，吉紫娟(湖北第二师范学院 物理与机电工程学院 信息科学与技术研究院，武汉 430205)构建了二维硅基蜂窝状空气环型光子晶体.采用平面波展开方法，得到了硅基蜂窝状空气环型光子晶体的能带结构，分析了空气孔半径及介质柱半径对完全禁带宽度的影响，发现硅基空气环型光子晶体结构的完全禁带宽度值很小，无法优于传统硅基空气孔型光子晶体结构.为了有效增大硅基蜂窝状空气环型光子晶体的完全禁带，本文将内芯介
华中师范大学学报（自然科学版） 2016年5期2016-11-29
- 基于传输矩阵方法的一维光子晶体禁带结构分析
法的一维光子晶体禁带结构分析赵华（黔南民族师范学院物理与电子科学学院，贵州都匀558000）利用传输矩阵的方法，研究了一维光子晶体中光波的传输特征。通过数值计算，讨论了光子晶体的介质的层数、介质层的厚度以及介电常数对光子晶体禁带结构特征的影响，这对于光子晶体的设计具有一定的参考作用。光子晶体；传输矩阵；禁带光子晶体的概念在1987年由Yablonotich首次提出［1］，是一种人造周期性结构，由折射率周期性变化的介质组成。光在这种结构中传播时，某些频率的光
黑龙江科学 2016年18期2016-10-26
- 纳米半导体合金禁带宽度的尺寸、成分效应
）纳米半导体合金禁带宽度的尺寸、成分效应何云华，李明① （淮北师范大学 物理与电子信息学院，安徽 淮北 235000）基于熔化温度的尺寸效应模型，通过考虑原子间交互作用力，建立纳米半导体合金禁带宽度尺寸、成分效应模型.根据该模型，纳米半导体合金的禁带宽度随尺寸的减小而增大，当纳米尺寸小于5 nm时，禁带宽度随成分的变化接近线性关系.随着尺寸的增大，在弯曲常数的作用下，禁带宽度从近似线性函数转变为非线性函数.函数模型预测结果与实验结果具有很好的一致性，证实模
淮北师范大学学报(自然科学版) 2016年2期2016-09-07
- 异质单周期内对称光子晶体的光子带隙特性
，通过独特的光子禁带可以人为选择，让某一频率的光透过，光子晶体制成的光波导，被广泛地应用于光通信领域[6～9].2模型建立和理论依据2.1异质单周期内对称一维光子晶体模型异质单周期内对称一维光子晶体是由A,B,A 3薄层组成，每一薄膜有TiO2和SiO2两种材料构成，3薄层构成一周期，以空间重复排列的形式构成一维光子晶体，其结构如图1所示，故称异质单周期内对称一维光子晶体.图1 异质单周期内对称光子晶体示意图2.2理论依据光子晶体的研究方法有平面波展开法、
物理通报 2016年4期2016-04-19
- 层状声子晶体横波带隙结构研究
结果显示，导带和禁带均匀分布，但宽度一般不等；导带、禁带的中心均随厚度系数增大而向低频段移动，同时，导带和禁带宽度也随之减小；随着原胞数的增加，导带中心、禁带中心及导带宽度及禁带宽度没有发生变化。声子晶体；横波；带隙结构1992年，M. M.Sigalas和E. N. Economou 首次从理论上证实了弹性波带隙的存在[1]。1995年，M. S. Kushwaha等人在研究镍/铝二维固体周期复合介质时第一次明确提出了声子晶体的概念[2]。通俗地说来，声
文山学院学报 2016年6期2016-04-13
- 基于介质圆柱结构的复式二维光子晶体禁带研究
复式二维光子晶体禁带研究王媛媛1，张立新2，王一阳3，严智煜3，何晓东3(1.海南医学院医学信息学院，海口571199;2.吉林省辐射环境监督站管理科，长春130012; 3.吉林大学通信工程学院，长春130012)为提高二维光子晶体禁带带宽或产生完全禁带，利用平面波展开法对二维正方排列介质圆柱和三角排列介质圆柱结构以及改变其晶胞形成的复式结构进行了禁带研究。研究结果表明，对于介质柱结构，实现禁带中心频率低频化的方式有两种，即增大介质柱半径和增加介质柱折射
吉林大学学报(信息科学版) 2015年6期2015-11-30
- 一维多孔硅光子晶体全向反射镜的设计∗
由于光子晶体光子禁带效应，当一束频率在禁带频段中的光入射到光子晶体表面时，光子将会全部被反射回去，利用这一特性，可以制造出高品质的反射镜.然而一维电解质光子晶体全向反射镜的全向反射带相当窄，带宽仅有10%左右，不利于实际应用[4−6].想要拓宽全向反射带宽最直接的方法就是增大材料的折射率比.自然界中具有高折射率的材料并不多.由于可见光波段的高折射率材料受到很大限制，使得高低折射率比很难超过2，因此，通过增大材料折射率比来扩展带宽的方法也有很大局限性，要进一
新疆大学学报(自然科学版)（中英文） 2015年1期2015-11-02
- 基于一维光子晶体的可见光波段大角度反射器研究
种材料设计了一种禁带范围覆盖全可见光波段,结构为[A1/B1]m[A2/B2]n的复合结构一维光子晶体反射器,并采用平面波展开法和传输矩阵法对其禁带特性进行数值分析。研究发现:随周期数m，n的增大,禁带范围增宽,当m=n≥9时,禁带宽度基本不再变化。对[A1/B1]9，[A2/B2]9和[A1/B1]9[A2/B2]9三种光子晶体结构能带特性进行研究发现,随光线入射角度的增大,禁带向短波区移动,且禁带上端移动幅度始终大于下限移动幅度。光线在0°～60°范围
太原理工大学学报 2015年1期2015-06-23
- 基于角度调谐的光子晶体滤波特性研究
的增加,光子晶体禁带截止度增强,缺陷模半高宽逐渐变窄，同时缺陷层厚度增加使缺陷峰的位置均匀红移;正入射时,所设计滤波器结构的光子禁带范围是1 170～2 150 nm;当入射角增大至掠入射过程中,TE模式全角度光子禁带为1 170～2 035 nm,TM模式全角度光子禁带为1 170～1 640 nm,表明TM模式禁带对入射角度的变化较敏感。研究发现,选取较大的入射角度或增加光子晶体周期数可以使TM,TE模式透射峰完全分离，通过角度调谐方式可实现光通信S波
太原理工大学学报 2015年6期2015-06-23
- 一维多孔硅光子晶体全向反射镜的设计∗
由于光子晶体光子禁带效应，当一束频率在禁带频段中的光入射到光子晶体表面时，光子将会全部被反射回去，利用这一特性，可以制造出高品质的反射镜.然而一维电解质光子晶体全向反射镜的全向反射带相当窄，带宽仅有10%左右，不利于实际应用[4−6].想要拓宽全向反射带宽最直接的方法就是增大材料的折射率比.自然界中具有高折射率的材料并不多.由于可见光波段的高折射率材料受到很大限制，使得高低折射率比很难超过2，因此，通过增大材料折射率比来扩展带宽的方法也有很大局限性，要进一
新疆大学学报(自然科学版)（中英文） 2015年2期2015-05-16
- 正方排列芯壳型平板光子晶体禁带特性的研究
壳型平板光子晶体禁带特性的研究胡 森， 刘 丹*， 童爱红， 肖 明， 王 筠(湖北第二师范学院 物理与机电工程学院， 武汉 430205)构建了正方排列的芯壳型平板光子晶体结构，发现这种芯壳型平板光子晶体较传统的介质柱型平板光子晶体能获得更宽的类TE禁带.分析了两种模型，一种是芯层折射率为3.5，壳层折射率为2；另一种是芯层折射率为2，壳层折射率为3.5，发现当芯层折射率大于壳层折射率时，光子禁带明显增宽.平板光子晶体； 芯壳异质结构； 光子禁带光子晶体
华中师范大学学报（自然科学版） 2015年1期2015-03-23
- 基于控制变量法的一维光子晶体态密度特性的研究
材料，其具有特殊禁带和导带［1－2］，在禁带处，相应频率的光子不能通过光子晶体，导带处则可以通过。光子的这种行为类似于半导体能带结构所形成的禁带和导带中电子的行为。为了方便讨论一维光子晶体的禁带特性，引出了态密度（density of states，DOS）这一物理参考量，其表示的含义是光子在电磁特性下，单位体积内特定频率附近单位宽度上的光子电磁本征态的数量，间接反映了光子在光子晶体中的传播特性［3－5］。根据Fermi’s golden rule在原子微
合肥工业大学学报（自然科学版） 2015年6期2015-03-11
- 二维金属光子晶体直波导传输损耗特性研究
后，处于光子晶体禁带的波被局限在光子晶体线缺陷中，可以实现微耗传输，目前已用于实现各种光集成器件。构成光子晶体的材质除了介质外，还有金属材料，以及介质和金属混合材料。自从Ebbesen等发现金属光子晶体平板对入射波的传输有增强现象后，人们对金属光子晶体逐步进行研究［1－3］。金属是一种负介电常数的色散介质，其介电常数是频率的函数，与半导体介质型材料相比，金属型光子晶体具有很多优良特性。虽然在金属体内部光波不能传播，但在金属和介质交界面传播的电子倏逝波将使金
长江大学学报(自科版) 2014年28期2014-12-01
- 利用含缺陷层的一维三单元光子晶体实现多通道滤波
晶体，研究发现，禁带内出现的透射峰个数为N-1，随着N的增加，禁带被展宽，透射峰的间距变窄。MATLAB模拟表明，若MN时，杂峰多，选择性很差。随着入射角的增大，透射谱向短波方向移动，峰值间距变小，非对称结构使得禁带内出现很多小的透射峰，光谱分布不对称。关键词 三单元光子晶体；多通道滤波；缺陷层；禁带中图分类号：O734 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0099-01在光子晶体中加入缺馅层，可使光子局域化，在禁带内产生很强的透
新媒体研究 2014年14期2014-08-22
- 正负折射率含缺陷1维光子晶体多通道滤波器
］两种方式来增大禁带的宽度。本文中利用第2种方法，即用正负折射率交替排列的办法增大禁带的宽度，采用参考文献［3］中提出的1维光子晶体模型B(AB)m(ACB)n(AB)mB，利用传输矩阵法［17］通过MATLAB编程计算了该模型的透射谱。为了与参考文献［3］中的研究结果进行比较，仅仅把B介质由原来的正折射率介质变为负折射率材料，而保持其它参量不变。研究结果显示，该结构在正负折射率材料交替排列时表现出很特别的多通道滤波特性。最后结合光的波动理论分析了这种多通
激光技术 2014年4期2014-07-13
- 峰值折射率对正弦型函数光子晶体缺陷模的影响
于所取参量下第一禁带和第二禁带的透射率与归一化角频率的关系。由图2可知，在所取参量下，所有介质都为常规折射率介质（即图中A1＝0的情况）时，第一、二禁带分别出现了1个透射峰，即为缺陷模，缺陷模分别位于ω／ω0＝0.5和ω／ω0＝1.5的地方。由图2可知，随着高折射率介质的折射率系数A1的增大，这两个禁带的中心都发生红移，缺陷模也发生红移，但是缺陷模的红移速率慢于禁带的红移速率，故当A1增大到较大时，缺陷模会消失；比较图2a和2b可以发现，第一禁带内的缺陷模
激光技术 2014年6期2014-06-23
- 散射体旋转角对二维声子晶体带隙结构影响分析
、正六边形散射体禁带出现的位置及宽度变化情况。研究结果表明：散射体旋转角度对二维声子晶体带隙结构具有显著影响，并且散射体旋转角对正六边形、正方形散射体的影响明显大于对于椭圆形散射体的影响；然而，无论散射体取为何种形状，旋转角度对声子晶体产生禁带的位置（禁带中间频率）影响并不明显。声子晶体；带隙；禁带；旋转角；平面波展开法；散射体声子晶体是指具有弹性波带隙的周期性复合材料或结构，作为一种新型声学功能带隙材料，声子晶体的研究不仅具有重要的理论价值，同时具有广阔
哈尔滨工程大学学报 2014年11期2014-06-15
- 基于EBG结构的新型超宽带低噪声电源/地平面设计
的带宽以及较强的禁带内衰减。由于加载EBG结构的电源/地平面具有禁带带宽较宽、实现工艺简单、禁带深度较深、成本低廉等优势被作为抑制电源/地平面上两点间电磁干扰的有效手段。1 模型设计1.1 设计思路以及理论依据要设计出具有宽禁带的EBG结构，也就是需要减小一次谐波的谐振频率的同时增大二次谐波的谐振频率。在Mu-Shui Zhang的研究中[5]，详细地介绍了贴片EBG结构导体柱的个数对禁带的影响。将EBG结构的一个导体柱改为4个导体柱将会减小其等效电长度，
电子设计工程 2014年9期2014-03-16
- 一维缺陷光子晶体传输特性研究
，会使光子晶体的禁带中出现窄带［4－5］。本文利用光学传输矩阵方法，在周期性一维光子晶体里引入缺陷层，讨论了各参数的变化对光子晶体传输特性的影响。1 结构和方法本文的一维光子晶体周期结构组成分别为A和B。在A、B形成的多层周期结构中插入缺陷层C，形成（AB）NCU（AB）M型结构，如图1所示。n1、n2为周期结构介质折射率，n3为缺陷层介质折射率；d1、d2为周期结构介质层厚度，d3为缺陷层厚度。图1 含有缺陷层的一维光子晶体结构图利用光学传输矩阵［6］的
机电信息 2014年6期2014-03-06
- 全带隙六边形晶格二维光子晶体结构研究*
根据二维光子晶体禁带存在的经验法则E 偏振波(TE 模)禁带的存在要求高介电材料在结构中分布较集中，而H 偏振波(TM 模)禁带的存在则要求高介电材料呈网带连通［9］。而我们所期望的绝对禁带是TE 模禁带和TM 模禁带的重叠区域，基于这一理论，我们尝试在普通二维六边形晶格结构的基础上添加连接线，这样不仅提高了高介电材料在结构中的集中分布，而且连通了高介电材料。在全带隙的研究中，引入空气柱缺陷也是常用的一种［10］。因此，在六边形的顶点上引入了圆形空气柱作为
电子器件 2013年2期2013-12-22
- 基于太极形介质柱六角光子晶体禁带特性研究*
见光范围内易产生禁带,所以其相关光学器件在光学集成、光信息传输及处理等光通信领域被广泛应用,而我们的研究为其理论设计和实际应用提供了依据.目前已有很多关于二维光子晶体带隙宽度的研究,但他们采用的散射子模型的对称性较高,且很少关注带隙数量的变化.本文中,我们彻底打破散射子对称性,提出了一种新型的二维六角晶格光子晶体散射子结构--太极形散射子,采用平面波展开法,通过研究其参数ε,R,r/R,θ对带隙特性的影响,来获得最大的完全带隙宽度及最多的完全带隙数目.2
物理学报 2013年8期2013-10-30
- SH波的转移矩阵及其在声子晶体中的应用
射一维声子晶体的禁带特征。文献［15］推导出了P 波和SV 波斜入射一维声子晶体的转移矩阵，并研究了P 波和SV 波斜入射一维声子晶体的禁带特征。文献［16］利用P 波和SV 波斜入射一维声子晶体的转移矩阵进一步研究了一维掺杂声子晶体的缺陷模特征。但是SH 波在多层介质系统中的转移矩阵以及SH 波在一维声子晶体中的传输特性在文献［15］和［16］中没有涉及到，并且在其他文献中也未见相关的介绍。而SH 波又是具有典型意义的一类横波，因此研究SH 波在多层介质
兵器装备工程学报 2013年2期2013-07-09
- 宽禁带半导体关键设备技术及发展
aN)为代表的宽禁带半导体材料，由于具有宽带隙、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等突出优点，成为制作大功率、高频、高温及抗辐照电子器件的理想替代材料（材料性能参数见表1）。以雷达T/R组件的应用为例，宽禁带半导体器件在同等电特性条件下，可以使体积缩小为Si器件的1/2以上，质量至少减轻一半，是实现T/R组件高性能、小型化的关键[1-4]。表1 半导体材料性能参数[5]美国WBGSTI、欧洲ESCAPEE和日本NEDO等多项研究计划都在大力推动宽禁带半导体技术
电子工业专用设备 2013年5期2013-03-23
- Com pton散射对1维3元未磁化等离子体光子晶体禁带影响
等离子体光子晶体禁带影响郝东山（郑州华信学院信息工程系，新郑451100）为了研究Compton散射对1维3元未磁化等离子体光子晶体中TE波禁带影响，采用Compton散射模型和传输矩阵法，进行了理论分析和实验验证，取得了一些重要数据。结果表明，随着等离子体频率增大，左旋和右旋极化波禁带展宽比散射前减小0.09GHz，禁带主频率向高频区域移动增大0.48GHz。随着等离子体碰撞频率增大，两种极化波禁带宽度发生一定变化。随着等离子体回旋频率、填充率、光入射角
激光技术 2013年4期2013-03-10
- PAA/TiO2一维光子晶体的制备
晶体，即频率落在禁带内的光将不会透过而会被反射[1～3]，具有光子禁带的性质。光子晶体由于其独特的光学特性和灵活的设计而在诸多领域具有重要的应用。一维光子晶体(又称布拉格反射镜，1D-PCs)，是指在一个方向上具有光子频率禁带的材料，由两种介质交替层叠而成。一维光子晶体对环境气氛、pH值、不同的客体分子具有灵敏的光学响应性，受到科研工作者的广泛关注。其主要制备方法有旋涂或提拉技术的溶胶凝胶法、脉冲激光沉积法、化学气相沉积法、电化学刻蚀法等[4～10]。其中
化学与生物工程 2012年1期2012-05-05
- 一维掺杂光子晶体结构参数对带隙结构影响
到破坏，会在光子禁带中心出现一个极窄的导带，该导带深度会随着掺杂的位置和自身性质的改变，而影响禁带中心导带的深度。目前关于一维光子晶体的研究非常多［3－8］。本文从一维掺杂光子晶体的基本结构出发，利用传输矩阵法寻找到当杂质处在某个特定位置时，禁带中心导带深度最大，在此基础上通过改变基本层厚度，来研究基本层厚度变化对禁带中心导带深度的影响程度。1 一维掺杂光子晶体结构及理论分析一维光子晶体的基本结构可以是由两种不同折射率(n1，n2)和不同厚度(a，b)的各
延安大学学报（自然科学版） 2012年1期2012-01-25
- 横磁模式下二维非磁化等离子体光子晶体的线缺陷特性研究*
距离可以在不改变禁带宽度的前提下实现对缺陷模的调节，改变晶格常数、介质圆柱半径和等离子体频率能同时实现对禁带宽度和缺陷模的调节.等离子体，光子晶体，缺陷模，时域有限差分算法PACS:52.77.－ j，42.40.－ w，52.65.－ y，52.27.Lw1.引 言光子晶体是由折射率不同的介质在空间交迭而成 的 一 种 周 期 性 结 构，最 早 由 John［1］和Yablonovitch［2］等提出，人们根据空间分布的不同将光子晶体划分为一维、二维和
物理学报 2011年2期2011-10-23
- 声波在二维固/流声子晶体中的禁带特性研究＊
/流声子晶体中的禁带特性研究＊高国钦1)马守林1)金 峰2)金东范2)卢天健2)†1)(西安交通大学机械学院,西安710049)2)(西安交通大学强度与振动教育部重点实验室,西安 710049)(2007年11月7日收到;2008年4月28日收到修改稿)采用时域有限差分法(FDTD),分析了声波在二维四方点阵铝/空气组合声子晶体中的禁带特性,并利用实验测试验证了理论分析的正确性.在此基础上研究了两种不同声阻抗率比固(实心圆柱和空心圆管)/流系统声子晶体的禁
物理学报 2010年1期2010-09-19