一维原子结模型中声子手性的调控

发布时间：2020-12-11 04:03

　　在传统物理学理论中,声子一直都被认为是线极化的,它的角动量为零。然而近几年的研究发现,声子是可以圆极化的,是手性的,也就是具有非零角动量。最近研究者利用瞬态红外光谱在单层二硒化钨中实验发现了手性声子。伴随着手性声子的发现,以及手性声子在谷电子学、二维材料、声子学、光电光热转化以及节能信息处理等多方面的应用,声子手性已逐渐成为一个非常热门的研究课题,它的调控将为信息的传递和存储提供一种新的方法。在本文中,我们利用散射边界法研究声子手性的调控。通过简化的一维原子结模型,我们发现声子的手性可以通过界面的各向异性得到有效的调控。我们分几种情况进行了研究。首先在单原子结模型中,我们发现,界面相互作用的各向异性可以引起两个横向振动分量的相位差在一定范围内变化,声子可以在高频范围内在圆极化和线极化之间进行调节。我们可以通过双结模型模拟界面材料,我们发现,由于界面材料的各向异性,当声子穿过界面材料时横向振动分量相位差改变会有累积效应,从而可以在中频范围内实现不同手性声子之间的转换。当改变界面材料宽度的时候,相位差改变呈线性变化,并且透射系数在小范围内振动。为了使两个横向振动分量的透射系数相等,从而保持... 

【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：41 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１：?（ａ）?ｒ?＝?０尺时不同晶格中原胞的声子角动量Ｊｆ随着频率Ａ的变化

除了可以通过界面探究声子输运中的透射系数，还可以探究界面对热导率??的影响丨２２］。研究结果发现对于幻＝?ｈ?＝?的均匀晶格，界面上的非线性抑制??了热输运，如图１．３所示。如果没有界面非线性作用，热导率将随着平均温度??的升高而增加，然后达到饱和。然而在有界面非线性作用的时候，由Ｔ非线性??界面耦合的散射导致热导在高温下减小，如图｜．如。在低温状态下，热导儿乎??与弹道输运一致，界面非线性几乎对热输运没有影响。随着温度的升高，史多??的声子模被激发，从而产生抑制效应的非线性界面散射，使热导增加。在某？??温度下，热导达到最大值，此后由于界面非线性散射效应吋以抵消更多的激发??声子模的增强效疢。随着界而ＩＩ：线性的增加，导热性降低。如图１：山所示，界??

?２??（０??图１．２：在一结链模型中，透射系数随着频率ｗ在不同的界面相互作用ｉｔ１２中的变化关系图。??［２９］??均匀链，透射系数始终小子１，Ｊ１当幻２的值在ｈ和Ａ＿２之间时，透射系数最大。??随着界而相互作用ａ：１２的增加，热导率首先增加，然？达到最人值，在稍微减??小，最后趋于一个常数。由此发现当界面相互作用等于界而两侧弹性系数的调??和平均值时，透射系数或热导最大。对于双结链模型，由丁？透射波被第二个界??面反射和透射，导致多重反射。ｎ样使用散射边界法，最终得到了相应的声子??透射系数，人们发现透射系数在似人值和Ｍ小值的包络线之前随着频率振荡。??除了可以通过界面探究声子输运中的透射系数，还可以探究界面对热导率??的影响丨２２］。研究结果发现对于幻＝?ｈ?＝?的均匀晶格


本文编号：2909876