可调声学超材料中的非奇异和奇异平带
摘要：两种类型的无色散平带可分为：（1）非奇异平带，其本征模可以完全由紧凑定域态来表征；以及（2）奇异平带，在与相邻可色散带发生带接触的点处具有布洛赫本征函数的不连续性，从而需要额外的展开态来划定其本征模空间。在本研究中，我们设计并数值展示了二维薄板声学超材料，其中可以实现可调的两种类型的平带。非奇异平带是通过在三角和蜂窝状的板共振器网络中精细调谐全局张力和弯曲刚度之比来实现的。奇异平带因底层晶格几何形状而在菱形晶格中产生，通过调节板张力可以使其与另外两个平带退化。连续薄板系统的离散模型揭示了两种类型平带存在与否的几何和力学因素之间的相互作用。菱形晶格平带的奇异特性通过称为希尔伯特-施密特距离的度量来确定，该度量是在接近二次带接触点的一对本征态之间计算得到的。我们还模拟了有限系统中由奇异平带产生的、由实空间拓扑保护的强韧边界模的声学表现。我们的理论和计算研究建立了一个在可调经典系统中探索平带物理的框架，并且为设计具有潜在有用声音调控能力的声学超材料奠定了基础。
作者：Pragalv Karki and Jayson Paulose
论文ID：2211.05926
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-08-01