研究目的
研究平面波混合模式超材料谐振器阵列的二维能带结构，包括数值计算及建立用于近似和比较的降阶解析方法。
研究成果
降阶解析方法能有效近似带结构，对低频支与数值结果吻合良好，支持模态识别和能带排序。除90°传播方向外均出现模态混叠，并观测到与异常点相关的能级避免交叉。该方法通过参数调整可适配类似超材料。
研究不足
降阶模型高估了谐振器刚度并忽略了转动惯量，导致带隙频率出现偏差；该模型计算效率高，但在避频交叉点附近精确识别模态时可能需要高分辨率。
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混合模式谐振器阵列二维能带的降阶推导
DOI：10.1063/1.5057707
期刊：Journal of Applied Physics
出版年份：2018
更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要：
本文研究了平面波混合模式超材料谐振器阵列的二维能带结构。通过数值计算并展示了不可约布里渊区内部及边界处的能带结构，以及不同传播角度下的一维色散曲线。此外，建立了一种降阶解析方法用于对比和近似能带结构。所研究的超材料以方形阵列重复单元中的T形悬臂梁作为谐振器，在除一个特定传播角度外均呈现P波与SV波混合的能带分支。本文还报道了与复数域中异常点存在相关的能级避免交叉现象。采用的降阶解析方法能以较低计算量生成部分（低频支）能带结构，该降阶模型与这些低频支的数值结果高度吻合，可为模态识别和能带分类提供支持。通过适当调整参数，该方法可推广应用于具有类似单胞结构的其他超材料。
作者：
Alireza V. Amirkhizi，Weidi Wang
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