從20世紀(jì)60年代開始,隨著半導(dǎo)體技術(shù)的迅速發(fā)展,讓人們掌握了控制電子傳輸?shù)氖侄�。通過控制摻雜,可以調(diào)節(jié)半導(dǎo)體的電子帶隙,電子的流動特性較容易被操控。半導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)給人們帶來了技術(shù)革命,也對人類的文明進(jìn)步有著深遠(yuǎn)影響�；陔娮优c光子的對應(yīng)關(guān)系,人們一直尋求在光學(xué)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制手段。近年來,拓?fù)涔庾討B(tài)成為人們研究的熱點(diǎn)。光子晶體由于其電磁參數(shù)在空間是周期分布的,與電子晶體能帶結(jié)構(gòu)類似,光子晶體的能帶拓?fù)湎嘁部梢杂昧孔踊耐負(fù)洳蛔兞縼肀碚�。�?dāng)兩個拓?fù)湫再|(zhì)不同的兩種光子晶體結(jié)構(gòu)相連接,便會在二者的分界面處出現(xiàn)受拓?fù)浔Ｗo(hù)的邊界態(tài)。拓?fù)溥吔鐟B(tài)對一些局域的缺陷和擾動具有魯棒性,完全可以輕易地繞過這些缺陷進(jìn)行傳輸,而且?guī)缀醪粫l(fā)生發(fā)生反射,實(shí)現(xiàn)了對電磁波傳播特性的調(diào)控�；隰敯粜缘膯蜗騻鬏斶吔鐟B(tài),光子拓?fù)浣^緣體為電磁波的調(diào)控和輸運(yùn)提供了一種新穎的思路。類比電子體系中的量子霍爾效應(yīng),本文設(shè)計(jì)了一種簡單的二維介電光子晶體,用來實(shí)現(xiàn)自旋依賴的拓?fù)溥吔鐟B(tài)。這種光子晶體是橫截面為正三角形的硅柱子在空氣中排列而成的三角晶格陣列。將該硅柱子旋轉(zhuǎn)60以后,在布里淵區(qū)中心實(shí)現(xiàn)了二重簡并的p態(tài)和d態(tài)的能帶翻轉(zhuǎn)。利用...

【文章頁數(shù)】：39 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 光子晶體簡介
    1.2 量子霍爾效應(yīng)簡介
    1.3 拓?fù)浣^緣體與拓?fù)溥吔鐟B(tài)簡介
    1.4 本課題的研究內(nèi)容
第2章 光子晶體能帶結(jié)構(gòu)計(jì)算方法與理論基礎(chǔ)
    2.1 傳輸矩陣法
    2.2 平面波展開法
    2.3 有限元方法
    2.4 (?)·(?)微擾理論
第3章 二維介電光子晶體中的贗自旋態(tài)與拓?fù)湎嘧?br>    3.1 晶格與原胞
    3.2 布里淵區(qū)
    3.3 TM與TE波動方程
    3.4 光子晶體系統(tǒng)
    3.5 能帶翻轉(zhuǎn)與拓?fù)湎嘧?br>    3.6 贗時(shí)間反演對稱性與贗自旋態(tài)
    3.7 有效哈密頓量與自旋陳數(shù)
    3.8 自旋拓?fù)溥吔鐟B(tài)
        3.8.1 超原胞與邊界態(tài)
        3.8.2 拓?fù)溥吔鐟B(tài)的單向傳輸
        3.8.3 拓?fù)溥吔鐟B(tài)的魯棒性
第4章 結(jié)論與展望
    4.1 結(jié)論
    4.2 展望
參考文獻(xiàn)
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
致謝



本文編號：3827253