【聲學模擬石墨公佈】

明道

【聲學模擬石墨公佈】

 

狄拉克錐收聽有機玻璃片

也許這聽起來不可思議，但在西班牙的兩位物理學家聲稱已經取得的神奇材料石墨烯的音響版本只需鑽一個孔蜂窩圖案成塑料板。

丹尼爾Torrent和何塞·桑切斯德埃薩的的瓦倫西亞理工大學說，他們已經發現了“狄拉克錐” - 石墨烯中的電子能帶結構的一個特點 - 在塑料的表面上傳播的聲波。

雖然之前需要做更多的工作實際應用中可能出現的研究者們所稱的“石墨烯”聲模擬，材料可以用來改善聲學系統，或者甚至更好地理解石墨烯本身。

由於石墨烯被發現於2004年，這個二維蜂窩狀晶格的碳已經發現有豐富迷人的電子性能。

許多這些來自一個事實，即石墨烯是零價帶和導帶之間的能隙半導體。

附近的兩個頻帶之間的關係的電子的能量和動量的Dirac方程所描述的，並類似於一個光子。

這些樂隊，被稱為狄拉克錐，使石墨烯在極高的速度通過電子旅行。

洪流和桑切斯德埃薩的決定，以找出是否可能存在狄拉克錐聲學模擬。

他們這樣做是通過首先計算聲波行進表面上的聚（甲基丙烯酸甲酯） - 也被稱為有機玻璃或有機玻璃 - 到其孔已無聊，以建立一個蜂窩晶格的屬性。

研究人員特別感興趣，在分散體中的聲波的聲波的能量和動量的關係的關係。

明確狄拉克

的計算，揭示了存在的狄拉克點和Dirac錐，建議的Dirac方程，表面聲波的最好的描述。

特別是，該模型預測與特定的狄拉克次數狄拉克速度通過無散射的材料，應該容易地傳播表面聲波的存在。

為了尋找這些波，洪流和桑切斯德埃薩的拿了一張100毫米300毫米的有機玻璃和無聊1113孔，它創建一個蜂窩圖案。

每個孔的直徑為3mm，深度為2.88毫米，孔與孔之間的距離是3.33毫米。

正如以上的圖像中示出，這導致了大量的材料去除，留下的網格狀結構。

片材，然後連接到揚聲器的測定是使用在兩個不同的位置的麥克風的聲音。

物理學家噴砂材料與短脈衝的中心頻率22千赫，脈衝寬度約5千赫的聲音 - 預測狄拉克頻率的材料選擇，因為躺在內的脈衝。

夏普浸

Torrent和桑切斯德埃薩的的“相位延遲” - 每個麥克風的聲波時差的到來 - 急劇下降，在22千赫左右，他們認為這相當於狄拉克錐的頂點。

他們也注意到，波的色散關係計算，從他們的實驗中，發現了狄拉克錐在22千赫左右，預計從理論。

特別是，他們發現狄拉克點附近，這是一個標誌性的狄拉克錐動量和能量之間的線性關係。

在美國的麻省理工學院的尼古拉斯·方工作描述為“令人興奮”和告訴physicsworld.com，洪流和桑切斯-德埃薩的要求已經確定了狄拉克錐，他同意。

這是相當可觀的，從理論，觀察到這樣一個狄拉克錐在聲學系統將需要一個精確的形狀和體積分數的結構，他說。

方和原來的研究人員說，這是太早知道，如果狄拉克錐的材料，可投入實際使用。

一種可能性，但是，可以將它們用於聲學透鏡可以收集聲音，而不會失去它的任何反射。

Torrent和桑切斯的德埃薩是現在做確認的聲波出行暢通跨很像狄拉克電子在石墨烯材料 - 實驗設計。

事實上，桑切斯 - 德埃薩認為，類似的材料可用於模擬使用聲音的石墨烯的電子特性。

這可能是有用的，因為可以很容易地改變在有機玻璃的重要性能如晶格參數 - 但不是在石墨烯本身。

這項工作是描述在“物理評論快報”。

作者簡介

麥約翰斯頓是physicsworld.com主編

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/may/02/acoustic-analogue-to-graphene-announced