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辛体系下倾斜碳纳米管阵列波导研究
  • ISSN号:1000-0887
  • 期刊名称:《应用数学和力学》
  • 时间:0
  • 分类:O441.4[理学—电磁学;理学—物理] O29[理学—应用数学;理学—数学]
  • 作者机构:西北工业大学力学与土木建筑学院,西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金(11372252); 高校博士点基金(20126102110023); 中央高校基本科研业务费专项资金(310201401JCQ01001),致谢 作者感谢西北工业大学研究生创意创新种子基金(Z2015083)对本文的资助.
中文摘要:

基于平行碳纳米管阵列的等效介质模型,将碳纳米管阵列的平行波导问题导入到Hamilton体系.首先,应用等效介质理论,得到了倾斜碳纳米管阵列的介电特性;随后,假设波导两侧边界条件为理想导电边界条件,通过在辛几何理论框架下的研究,得到了倾斜碳纳米管介质中波导传播的色散关系.数值模拟表明:对碳纳米管阵列来说,存在一个窄的频段,电磁波基模无法传播;然而在频段外,电磁波基模传播具有极低的损耗.通过优化设计,可找到最佳倾斜角,使得全频段内的传播特性得到极大的增强.对碳纳米管阵列波导的相关研究可为太赫兹频段内的波传导器件的设计提供理论参考.

英文摘要:

W ith the equivalent medium model,the problem of planar waveguides filled with periodic parallel finite-length carbon nanotube arrays was introduced into the Hamilton system. Firstly,based on the equivalent medium theory,the dielectric property of the tilted carbon nanotubes was derived. Then,in viewof the ideal conductive boundary conditions,the symplectic formulation was used to solve the eigenvalue problem of electromagnetic wave propagation and the dispersion relation was obtained. The numerical results showthat,the dominant mode of the electromagnetic waves can hardly propagate in the carbon nanotube arrays in a narrowfrequency band,while in the rest frequency bands it propagates well with very lowloss,which means the carbon nanotube arrays have excellent transmission characteristics compared with the traditional materials. Through the optimization design,the best tilt angle was given to greatly enhance the transmission characteristics in the whole frequency range. The present research of THz wave propagation in carbon nanotube arrays makes a theoretical reference for the design of waveguide devices in the THz frequency bands.

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期刊信息
  • 《应用数学和力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:重庆交通大学
  • 主办单位:重庆交通大学
  • 主编:钟万勰
  • 地址:重庆南岸区重庆交通大学90信箱
  • 邮编:400074
  • 邮箱:applmathmech@cqjtu.edu.cn
  • 电话:023-62652450
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0887
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1060/O3
  • 邮发代号:78-21
  • 获奖情况:
  • 国际工程索引(EI)收录期刊,我国力学类核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:8965