一种衍生于三角晶格的二维光子晶体

通过在二维三角晶格中引入三个完全相同的介质圆柱构成了一种全新结构的光子晶体,并对其光子能带进行了频域计算·借助数值方法分析了填充率对光子能带的影响,结果表明,在一定填充率下,这种二维光子晶体对于E偏振和H偏振都存在很宽的带隙,而且还可以获得一个窄完全带隙·

计及次近邻原子作用平面正三角晶格振动的色散关系

采用晶格动力学理论推导了计及次近邻原子作用下平面正三角晶格振动的色散关系,得到第一布里渊区中三种特殊对称方向的色散关系表达式;每一对称方向有两支声学波,其中Γ-M和Γ-K方向有一支纵波和一支横波,且纵波的频率高于横波的频率,而M-K方向两支声学波既非纵波、又非横波.探讨了次近邻原子作用对色散关系的影响,结果表明:在缺乏次近邻原子作用下,最近邻原子间作用足够在整个第一布里渊区产生振动频谱;随着次近邻原子间作用的增强,声子频率不断增大,Γ-M和M-K方向两声学支的频率间隙不断减小,Γ-K方向部分横波声子频率逐渐趋近于最近邻原子作用下的纵波声子频率,而其纵波声子频率的极大值显著增大.次近邻原子之间的相互作用对色散关系有显著的影响,但是声子频率在Γ和K点始终不变并分别简并.

空穴型掺杂双层三角晶格反铁磁体积分自旋动力学研究

从t-J模型出发,在feimion-spin理论框架下研究了空穴型掺杂双层三角晶格反铁磁体积分自旋动力学.结果表明,与四方晶格材料不同,空穴型掺杂双层三角晶格反铁磁体积分自旋动力学不具有普适行为.结果还表明对于三角晶格反铁磁体,2个CuO2平面之间的耦合对自旋动力学的影响不是很大,双层三角晶格反铁磁体的自旋动力学与单层三角晶格大体相同.

太赫兹波段三角晶格二维光子晶体的传输特性

用平面波展开法研究了太赫兹(THz)波在二维三角晶格光子晶体中的传输特性。数值计算了以硅为背景的空气圆柱构成的二维三角晶格光子晶体的能带结构和态密度,计算表明在介质圆柱半径r=0.47a(a为空气介质柱的晶格常数)出现最大完全光子带隙,带隙宽度为0.0701THz;当r=0.49a和r=0.45a时,E偏振和H偏振分别出现最大光子带隙,带隙宽度分别0.1022,0.1923THz。光子晶体能态密度的分布也表明了存在光子带隙的范围。研究结果为THz器件的开发提供了理论依据。

三角晶格光子晶体第一带隙特性研究

光子晶体的带隙特性对于电磁传输器件设计具有重要意义.基于电磁波传输理论,应用MATLAB数值模拟了五种半导体材料SIC、Si、Ge、InSb和HgTe构成二维圆柱三角晶格光子晶体TM模第一带隙特性,研究得到不同填充率条件下,介电常数较大的可形成较宽带隙,第一带隙上下边界频率都上移,第一代带隙宽度也随着填充率的增加而增加.研究结论为光子晶体器件制作提供参考.

二维三角晶格上Gauss自旋模型的临界温度

利用傅立叶变换的方法,精确求解了二维三角晶格上的Gauss自旋模型,得到了系统的临界点(温度).结果表明:与简单二维和三维晶格上的结果相比较,此晶格的临界点除了与空间维数有关外,还与晶格格点的配位数有关.

类三角晶格固/固型声子晶体的带隙特性研究

首先划分7种类三角晶格声子晶体按三角点阵排列,然后利用平面波展开法计算了类三角晶格钢/环氧声子晶体的反平面模态能带结构,讨论了带隙各向同性和归一化半径对低频带隙的影响。结果表明,类三角晶格钢/环氧声子晶体可以打开不同频率段较宽带隙;选取归一化半径分别为0.34和0.38,使低频带隙得到最大值。这些带隙特征为设计新型减振材料提供了理论依据。

二维类三角晶格声子晶体的声学带隙特性分析

首先划分7种类三角晶格声子晶体按三角点阵排列,并推导它们的结构因子,然后利用平面波展开法数值计算了类三角晶格水/水银声子晶体的能带结构,分析了带隙的各向同性以及归一化半径对带隙的影响。结果表明:(3.4.6.4)晶格、(34.6)晶格、(3.6.3.6)晶格、(63)晶格水/水银声子晶体可以产生较宽频率范围的带隙;(3.12.12)晶格和(4.6.12)晶格水/水银声子晶体存在很窄低频带隙;单胞含6个和3个"原子"水/水银声子晶体容易形成各向同性带隙;选取归一化半径分别为0.38和0.28,使类三角晶格水/水银声子晶体的第1和第2带隙都获得最大值。

二维光子晶体三角晶格滤波器

提出一种特殊结构的滤波器(在完整的二维光子晶体中移除相应的介质柱构成三角微腔的特殊结构)。运用时域有限差分法(FDTD)对该三角结构的滤波特性进行数值模拟,模拟的情况分为两部分,一部分是对不同的波长进行滤波实验模拟,另一部分是对不同的介质柱半径进行实验模拟。分别模拟介质柱的半径为0.1R,0.3R,0.6R。在不同的输入波长和不同的介质柱半径下,滤波器的滤波情况差别很大。计算结果表明:三角微腔滤波器对波长在2.35μm的光波透射率最高,其他波长的光波被耦合吸收,并且滤波器的滤波效果随介质柱半径的不同而变化,介质柱半径在r=0.3R时,滤波效果为最佳。

空穴型掺杂三角晶格反铁磁体反常的c-轴电荷动力学

从t-J模型出发,在feimion-spin理论框架下研究了空穴型掺杂三角晶格反铁磁体的c-轴电荷动力学.结果表明,与四方晶格材料类似,空穴型掺杂三角晶格反铁磁体正常态的电荷动力学同样具有很强的各向异性,但是由于三角晶格固有的几何阻挫效应,使得二者的结果又稍有差异.

双层三角晶格反铁磁体c-轴电荷动力学研究

由t-J模型出发,在Feimion-spin理论框架下研究了有Cu-O链的双层三角晶格反铁磁体的c-轴电荷动力学.与面内电荷动力学不同的是,c-轴电荷输运与材料的种类有关,也就是说,它依赖于CuO2平面间的化学组成成分.材料中CuO2平面之间是否有Cu-O链,对于材料的物理性质有很大的影响.对于层间存在Cu-O链的材料,c-轴方向的电荷动力学主要是由CuO2平面内holon的散射决定的.双层三角晶格反铁磁体正常态电荷动力学与单层材料一样,也存在着很强的各向异性行为.由三角晶格得到的结果与四方晶格相类似,但是由于三角晶格自身存在的几何阻挫效应,使得二者的结果稍有差异.

三角晶格二维光子晶体带隙结构数值研究

为了详细研究三角晶格二维光子晶体的带隙结构特性,采用平面波展开法对该类光子晶体的能带结构作数值研究,计算不同参数下三角二维光子晶体的能带曲线.结果表明,三角二维光子晶体介质基质中空气柱结构比空气基质中介质柱结构在柱体半径相同时更容易形成完全禁带.特别对TE模式而言两种结构都较容易形成禁带,介质基质中的空气柱结构不存在完全禁带.

二维三角晶格Ising模型的蒙特卡罗重正化群计算

用蒙特卡罗重正化群方法计算了二维三角晶格Ising模型的不动点,以及热临界指数和磁临界指数.发现多数法则的重正化群变换得到的不动点远离临界点,临界指数与精确值比较接近.说明多数法则对于求解该问题并不是一个好的变换方法,但是对临界指数的求解没有多大影响.

二维三角晶格光子晶体的光子带隙分析

运用平面波法研究了光波由面内入射到二维三角晶格光子晶体时的光子带隙,详细讨论了原子半径、原子介电常数及引入不同结构缺陷对光子晶体光子带隙的影响.结果表明:一般情况下,TM波和TE波形成的光子带隙并不重合;引入不同的缺陷,在光子带隙的位置出现了不同个数的通带,频率范围很窄,近似为单一的频率,这为实现不同波长的光波传输提供了条件.

二维圆形三角晶格光子晶体带隙

利用平面波展开法计算了二维各向同性的不同介质圆柱组成的三角晶格光子晶体的带隙,并比较了以介质为背景空气圆柱组成的光子晶体和以空气为背景介质圆柱组成的光子晶体带隙的大小,发现以空气为背景的光子晶体带隙很小,而以介质为背景的光子晶体,其介电常数越大,在相同的填充率的前提下所产生的带隙就越大,带隙数目也越多。

Monte Carlo方法研究二维三角晶格Ising模型的相变现象

应用Monte Carlo方法计算了无外磁场时二维三角晶格Ising模型的磁化强度、比热随温度的变化关系,给出了二维三角晶格Ising模型的临界温度/B 0.44J k T,由Monte Carlo方法所确定的"临界温度"与理论计算结果一致.

结构参量对二维三角晶格光子晶体带隙影响规律的研究

本文利用了平面波展开法分别计算了二维三角晶格空气中介质柱和介质中空气孔两种形状的光子晶体,研究了填充率、介电常数对带隙宽度和中心频率的影响规律,研究结果对光子晶体的制作提供了理论依据。

二维斜三角晶格光子晶体完全带隙研究

在二维正三角晶格光子晶体的基础上,通过改变晶体的晶格基矢构造了一种全新的周期结构。该周期结构的最小周期单元不再是传统意义上的等边三角形,而是一种更为优化的斜三角形结构。利用平面波展开法理论模拟了二维斜三角晶格光子晶体完全带隙的情况,发现所设计结构的完全带隙宽度是二维正三角晶格光子晶体完全带隙宽度的4.3 2倍。分析了介质柱宽度,介质柱旋转角度以及相对介电常数对所构造结构的完全带隙的影响,所得结果对二维光子晶体的理论研究和实际应用有所帮助。为任意角度的二维光子晶体集成波导的研究和制作提供了理论基础。

双层三角晶格反铁磁材料c-轴电阻性质的研究

由t-J模型出发，在feimion-spin理论框架下研究了空穴型掺杂双层三角晶格反铁磁材料c-轴的反常电阻行为．与面内电荷动力学不同的是，c-轴电荷输运与材料的种类有关．材料中CuO2平面之间是否有Cu-O链，对于材料的物理性质有很大的影响．对于层间存在Cu-O链的材料，c-轴方向的电荷动力学主要是由CuO2平面内holon的散射决定的，并且其c-轴电荷动力学与ab平面的电荷动力学在定性上是相似的；而对于层间不存在Cu-O链的材料，c-轴方向的电荷动力学是由CuO2平面内holon的散射和层间的无序效应共同决定的．此外，c-轴方向的电阻率比平面内的电阻率大3～4个数量级，这就意味着大部分的载流子被限制在了ab平面内．因此，双层三角晶格反铁磁材料正常态电荷动力学存在着很强的各向异性行为．由三角晶格反铁磁材料得到的结果与四方晶格相类似，但是由于三角晶格反铁磁材料自身存在的几何阻挫效应，使得二者的结果稍有差异．

应用COMSOL对二维三角晶格光子晶体带隙仿真

介绍了一种使用COMSOL用数值计算方法仿真2D光子晶体色散图的方法,通过COMSOL将Z方向无限延伸的介质介质圆柱阵列形成的二维三角晶格光子晶体等效为二维平面进行仿真,并采用了独特的矩形结构作为该三角晶格光子晶体的单元晶格,相比传统的用正六边形作为单元晶格的方法,建模与设置Floquet周期边界条件的过程更为简单。成功仿真出了该光子晶体的色散图,并与参考文献中的结果进行了对比分析,带隙、色散曲线与文献中结果基本吻合,证明了这种仿真方法的正确性。