正方柱彈性聲子晶體的拓樸能谷邊緣態分析

Abstract

拓樸絕緣體為一種特殊的材料，其本身為絕緣體，但在結構的表面或介面處又能允?電流傳播。近年來?多學者將拓樸絕緣體透過量子霍爾效應、量子自旋霍爾效應以及量子能谷霍爾效應，將其理論類比至光子以及聲子晶體。藉由施加外部場，打破時間反演對稱；或是藉由改變晶格結構，破壞空間反演對稱，使能帶結構中的狄拉克錐張開並使結構發生拓樸相變，進而在介面處激發邊緣模態。本文則探討以正方形散射柱依正方晶格排列所組成之聲子晶體，首先探討散射柱與填充基材之間的填充比對能帶結構之影響，接著進一步旋轉散射柱破壞晶格的空間對稱以拉開狄拉克錐並將結構依散射柱旋轉方向分為兩種不同的結構，在其介面處將可激發邊緣模態，再透有限元素軟體進行全波模擬驗證其應用至彈性波導之可行性。其後再針對填入不同之填充基材，探討其對邊緣模態之影響。 為了進一步分析材料對邊緣模態之影響，引入具有膨脹性質的負蒲松比材料做為填充基材，發現相比於以一般材料做為填充基材的結構，能帶結構相對複雜且在其他頻段發現類似邊緣模態的模態。而透過全波模擬驗證發現其也同樣具有邊緣模態的性質。

Date of Award	2018 Jul 16
Original language	Chinese
Supervisor	Lien-Wen Chen (Supervisor)