● 摘要
声子晶体的概念是最近20年来提出的，属于带隙材料的一种。此类周期性结构具有的声波带隙特性可被视为某种过滤效应，即由于布拉格散射的作用，当含多种频率的振动或声波通过此类晶体时，频谱会分裂为导带和禁带，处于导带频率范围内的振动或声波可以顺利通过声子晶体，而处于禁带频率范围内的振动或声波将被禁止在晶体中传播。我们可以通过求解声波在晶体中的波动方程，设计所需要的声子禁带和导带。本文中对声子晶体的概念，基本特征，带隙结构等方面做了一定的介绍，并阐述了利用有限元的方法对带隙结构进行仿真计算，以及利用微系统加工技术制造出铌酸锂基质和镍凸起阵列的声子晶体，并对禁带进行测量。此外，本文还提出了一种用来解决声子晶体无法适用于较高频率声波的构想，即利用尺寸更小的自组装后的磁性纳米颗粒取代微米级别的凸起点阵。基于此原因，本文还对磁性纳米颗粒进行了一定的探索，包括性质，制备方法及自组装技术等方面。同时实现了磁性纳米铁颗粒的制备和表征，对其在形貌，磁学特性等方面进行了分析与讨论。本文的研究成果对新型声子晶体的改进方面具有一定的参考价值，特别是与磁性纳米颗粒相结合，一旦构想得以实现，将对优化声子晶体的加工技术与降低制造成本产生一定的影响。同时该研究成果也为后续的相关研究奠定了一定的基础。