一种超宽带拓扑谷态传输声子晶体板的设计方法技术

技术编号:40053158 阅读:26 留言:0更新日期:2024-01-16 21:31
本发明专利技术公开一种超宽带拓扑谷态传输声子晶体板的设计方法,包括以下步骤:1)通过在具有一定厚度的底板上周期性排列散射体结构,构造了可实现超宽带拓扑谷传输的声子晶体弹性板结构;2)将步骤1)声子晶体弹性板结构在仿真环境中运行,通过对弹性声子晶体板边缘态的调制对其自由度以及背向散射抑制能力进行分析;3)将步骤1)声子晶体弹性板制成实物,并通过实验验证了其免疫缺陷,空穴的鲁棒性。同时提供声子晶体弹性板实物结构。本发明专利技术所研究的弹性波体系,其拓扑带隙的相对宽度超过60%,从而在实际应用上具有较大的优势和潜力,为超宽带声学天线、声学逻辑控制等器件的工程应用提供了新思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于声学超构材料的拓扑特性等。


技术介绍

1、声子晶体是人工设计的复合结构,由周期性分布的“原子”(单个声学功能散射)或基质形式的包含物组成。当波通过周期性晶格结构时,构造干涉导致带隙,阻止波以特定频率通过结构传播。因为声子晶体具有较高的设计自由度,成为设计和实验弹性拓扑绝缘体的理想平台。对于声子晶体,其声学性质与磁场效应不敏感,无法像光子晶体那样通过引入磁场来打破结构的时间反演对称性。通过加入旋转的背景气流来打破时间反演对称性,从而得到拓扑结构。同时通过时空调制、耦合共振等方式也可以实现拓扑边界态。此外,通过构造具有特定对称结构的体系,使相应体现的带结构在布里渊区中心或边界产生狄拉克锥,通过旋转超原子等降低对称性的方法,使狄拉克锥打开带隙,进而实现拓扑反转。

2、晶体中电子除了内禀自旋自由度,还存在着能谷自由度,其中能谷为能带结构中的极值点。能谷自由度由于其定义与电子自旋类似,也称为赝自旋。刘正猷将电子体系中能谷态概念引入到二维声子晶体中,并且在具有不同声谷霍尔相的两种声子晶体组成的界面上实现了声拓扑谷态输运。陈延峰等人在铌酸锂晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.超宽带拓扑谷态传输声子晶体板的设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的超宽带拓扑谷态传输声子晶体板的设计方法,其特征在于,所述声子晶体板结构是通过在具有一定厚度的底板上周期性排列散射体构造而成。

3.如权利要求2所述的超宽带拓扑谷态传输声子晶体板的设计方法,其特征在于,所述弹性拓扑绝缘体结构晶格常数为a,底板厚度为,散射体高度为。

4.如权利要求3所述的超宽带拓扑谷态传输声子晶体板的设计方法,其特征在于,所述弹性拓扑绝缘体结构包括均匀分布于同一圆周上的数个晶胞元以及与每个晶胞元内侧相连接的胞元架,胞元架包括数个基架及一个晶胞元,...

【技术特征摘要】

1.超宽带拓扑谷态传输声子晶体板的设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的超宽带拓扑谷态传输声子晶体板的设计方法,其特征在于,所述声子晶体板结构是通过在具有一定厚度的底板上周期性排列散射体构造而成。

3.如权利要求2所述的超宽带拓扑谷态传输声子晶体板的设计方法,其特征在于,所述弹性拓扑绝缘体结构晶格常数为a,底板厚度为,散射体高度为。

4.如权利要求3所述的超宽带拓扑谷态传输声子晶体板的设计方法,其特征在于,所述弹性拓扑绝缘体结构包括均匀分布于同一圆周上的数个...

【专利技术属性】
技术研发人员:蔡成欣李欣欣贺广臣王其富秦瑶李明星廉飞宇肖乐张冰李银飞
申请(专利权)人:河南工业大学
类型:发明
国别省市:

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