界面效應對二維聲子晶體材料能帶結構的影響.pdf

1、聲子晶體以其獨特的綜合性能和潛在的應用前景，受到越來越多的研究機構的高度重視。作為一種由兩種或以上彈性材料周期性排布形成的復合材料，基體．散射體界面的總面積是不能忽視的，基體．散射體界面效應對聲子晶體帶隙結構可能產生較大的影響。在通常的理論及數(shù)值研究中，基體和散射體間接觸界面多被處理為固結界面。但在實際的生產過程中，由于工藝誤差會造成接觸界面的不完全固結；而有時候為了滿足某方面的功能需求，也會將接觸界面處理為不完全固結邊界，但是關于基體

2、-散射體接觸界面對禁帶結構影響的研究并未深入展開。 本文應用有限差分方法（FDTD），分別討論了在固結接觸界面，徑向接觸界面和切向接觸界面下二維聲子晶體材料中X-Y模式彈性波的頻散特性。針對環(huán)氧樹脂/鋁正方形點陣系統(tǒng)，首先將界面處理為固結接觸，研究了散射體形狀（正方形，圓形，三角形）和填充率對二維聲子晶體頻散特性的影響。其次，將界面簡化為徑向和切向接觸界面，針對圓形散射體，討論了界面剛度系數(shù)和填充率對能帶結構的影響，并與固結界面

3、接觸得到的結果進行比較，得到以下結論： 1．界面為固結接觸時，在填充率相同的情況下，散射體的形狀對固-固二維聲子晶體的頻散特性有影響，但總體影響相對較??；隨著填充率的增加，其中心頻率呈現(xiàn)單調遞增的趨勢；而帶隙寬度先是隨著填充率的增加而增大，在填充率達到0．6時，帶隙寬度有所下降；相對帶寬的變化趨勢與帶隙寬度的變化趨勢基本相同； 2．界面為徑向接觸時，隨著界面接觸剛度的增加，帶隙寬度單調增加，中心頻率也單調遞增。在界面接觸