二维蜂窝光子晶体边缘态的色散及效应研究

【摘要】石墨烯(Graphene)是只有一个原子层厚度的二维晶体,具有完美的晶体结构和不同寻常的电子态性质。有限尺寸的石墨烯带存在边缘态,显示出有趣而丰富的电子和自旋输运性质。边缘态也存在光子体系中,如光子晶体和等离子体晶体。本文主要研究与石墨烯具有相同对称性的二维蜂窝光子晶体(Honeycombphotoniccrystals)边缘态的色散和性质。边缘态是一种局域在光子晶体-介质界面并向光子晶体和介质内部指数衰减的电磁波。蜂窝光子晶体边缘态具有低维度、高局域、亚波长的特点。改变边界格点的参数,可以方便地调节边缘态的色散。基于边缘态亚波长局域和连续可调的性质,我们研究了蜂窝光子晶体边缘态波导的慢光效应。本论文作者力求与读者讨论以下几个问题：1、什么是光子晶体边缘态?2、我们为什么要研究蜂窝光子晶体,其边缘态有什么特殊的地方?3、蜂窝光子晶体边缘态有哪些潜在的应用?因此本论文内容将如下安排：第一章简要介绍光子晶体和光子微纳结构中两类重要的表面波：介质光子晶体表面态和金属-介质表面等离子体激元。包括基本概念、性质和研究进展。第二章简要介绍研究光子晶体边缘态用到的计算方法：平面波展开法、有限差分时域法和传输矩阵法。第三章从介绍石墨烯开始,回答为什么要研究蜂窝光子晶体的问题。分析蜂窝光子晶体的对称性对能带的影响,狄拉克点附近光子的输运性质。重点讨论蜂窝光子晶体zigzag边界边缘态亚波长局域和色散连续可调的性质。我们设计了边缘态波导和高转弯效率的波导转弯器,在器件小型化和集成光路领域具有优势。在第四章和第五章,我们研究蜂窝光子晶体边缘态在光子晶体慢光领域的潜在应用,包括彩虹效应和零色散慢光效应。利用色散连续可调的性质,设计了渐变边缘态波导,使不同频率的光停留在不同位置即彩虹效应。边缘态正弦型色散曲线,有效地抑制了高阶色散实现了零色散慢光。
【作者】欧阳纯方；
【导师】资剑；
【作者基本信息】复旦大学，凝聚态物理，2011，博士
【关键词】光子晶体表面态；蜂窝光子晶体；边缘态；彩虹效应；慢光；

【参考文献】
[1]沈俊.功能梯度材料的多尺度建模[D].苏州大学,应用数学,2013,硕士.
[2]薛鹏.高校图书馆信息生态系统评价研究[D].山东大学,图书馆学,2013,硕士.
[3]杨菊.缺血后适应对急性心肌梗死患者早期再灌注损伤的影响[D].遵义医学院,内科学,2014,硕士.
[4]李国傲.水、土壤、气体样品中挥发性有机物分析方法研究[D].首都师范大学,环境工程,2013,硕士.
[5]倪栋栋.组件式GIS交通路网分析系统的研究与开发[D].浙江工业大学,2009.
[6]刘彦.剥夺性弱视猫外侧膝状体c-fos基因及fos蛋白表达[D].青岛大学,人体解剖学,2004,硕士.
[7]艾黎清.中国企业跨国并购法律风险与防范探微[D].南京财经大学,国际法学,2011,硕士.
[8]张文辉.湖库型水体突发砷污染移动吸附除砷（V）模拟研究[D].山东建筑大学,市政工程,2013,硕士.
[9]顾鑫.过渡金属氧化物纳米结构的构筑及其储锂性能研究[D].山东大学,无机化学,2014,博士.
[10]孙玲.城市碳排放量的影响因素研究[D].浙江财经学院,区域经济学,2013,硕士.
[11]陈健,吴楠.世界稀土资源现状分析与我国稀土资源可持续发展对策[J].农业现代化研究,2012,01:74-77.
[12]何翔.我国高校学部制改革问题研究[D].西南大学,教育经济与管理,2013,硕士.
[13]张刚,韩祥兰,王执铨.极点与状态方差约束下的动态输出反馈可靠控制[J].控制与决策,2007,03:289-293.
[14]周晓琳.陈某合同诈骗案研究[D].黑龙江大学,法律,2012,硕士.
[15]李继祥.中国证券市场风险的VaR度量与分析[D].东北财经大学,数量经济学,2003,硕士.
[16]包微微.房地产上市公司资本结构及其优化研究[D].黑龙江大学,会计学,2013,硕士.
[17]陈遥.电视传播艺术视野下的城市文化形象建设[D].江苏师范大学,艺术学,2013,硕士.
[18]陈云虹.基于WEB的网络课程学习监控体系的构建[D].陕西师范大学,教育技术学,2004,硕士.
[19]冯远航.枸杞LmP5CS基因克隆及表达分析[D].天津大学,遗传学,2013,硕士.
[20]韩梅.物业服务合同纠纷问题研究[D].黑龙江大学,法律,2012,硕士.
[21]赵建华.独立院校教师绩效评价系统研究[D].吉林农业大学,计算机应用与技术,2012,硕士.
[22]江利娟.农村商业银行风险内控机制研究[D].广东财经大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[23]林桂英.基于任务驱动的中学生物教师培训的实践效果研究[D].广西师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[24]吴超.财政视角下的流域水环境生态补偿研究[D].东北财经大学,财政学,2012,硕士.
[25]金俐.小资时代：伊迪丝·华顿和欧·亨利小说比较研究[D].华中师范大学,英语语言文学,2014,硕士.
[26]曾玲梅.亚热带城乡森林降雨化学特点的研究[D].安徽农业大学,园林植物与观赏园艺,2012,硕士.
[27]刘智鹏.聚苯胺—碳纳米管内修饰复合材料的制备及气体传感器的应用[D].苏州大学,高分子化学与物理,2014,硕士.
[28]许静.玉米赤霉烯酮脱毒剂的筛选及其脱毒机制初步研究[D].华中农业大学,动物营养与饲料科学,2014,硕士.
[29]曾庆基.风电功率时间序列模拟生成方法研究[D].哈尔滨工业大学,电气工程,2013,硕士.
[30]欧阳书剑.新中国成立以来成都城市职能演变研究[D].西南交通大学,行政管理,2013,硕士.
[31]赵锦玲.犹太作品中的存在主义[D].苏州大学,英语语言文学,2013,硕士.
[32]景超.陆地棉超矮杆突变体基因的初步定位及其表达分析[D].南京农业大学,作物遗传育种,2011,硕士.
[33]郭锋利.数据挖掘技术在证券投资领域的应用研究[D].西安科技大学,应用数学,2014,硕士.
[34]张波,陈福锋,王玉婷,薛明军,何奔腾.特高压皖电东送线路零序互感对接地距离保护的影响[J].电力系统自动化,2013,21:94-98.
[35]张文红,施建军.基于循环经济的开放动态投入产出智能决策系统[J].控制与决策,2006,10:1097-1102.
[36]王中奇,马俊.节能与新能源机动车前景的系统动力学分析[J].科技和产业,2014,09:64-67.
[37]赵丹.我国新农村住宅建设投融资模式及保障机制研究[D].北京交通大学,企业管理,2014,博士.
[38]陆冰鑫.衍生品套期保值对高管薪酬的影响研究[D].浙江工商大学,会计学,2014,硕士.
[39]张娟.自交联聚丙烯酸酯微乳液的制备及其机理研究[D].陕西科技大学,化学工艺,2013,硕士.
[40]邱均平,张洋,张蕊.论竞争情报系统和知识管理系统[J].图书情报工作,2005,09:33-37.
[41]卞德森.电视播控系统可用性分析、实践及其新技术探讨(一)[J].广播与电视技术.2006(09)
[42]钟辉.便携式耳声发射检测仪设计[D].哈尔滨理工大学,测试计量技术及仪器,2012,硕士.
[43]王宁.力帆摩托越南市场营销策略研究[D].西南财经大学,EMBA,2004,硕士.
[44]牛素芬.极端利己主义对当代大学生的危害及其对策研究[D].河北师范大学,思想政治教育,2014,硕士.
[45]闫宏一.伊恩·麦克尤恩作品中的后现代儿童[D].河北大学,英语语言文学,2013,硕士.
[46]周桂林.长沙市少儿乒乓球培训市场发展现状及对策研究[D].湖南师范大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[47]何春兰,刘成伦,谢太平,王媛,张静,张良.石墨烯的制备及石墨烯修饰电极对p-苯二酚的催化氧化[J].高等学校化学学报,2012,06:1290-1294.
[48]任雁铭,操丰梅,张军.IEC61850Ed2.0技术分析[J].电力系统自动化,2013,03:1-5+53.
[49]陈希瑶.Notch信号途径对缺血/再灌注心肌的保护作用[D].第四军医大学,生理学,2014,硕士.
[50]李俊.模拟研究乙二胺及其衍生产品的分离过程[D].华东理工大学,化学工程,2014,硕士.