近日，东北大学机械学院杨天智教授课题组联合新加坡国立大学仇成伟教授团队，在基于色散工程的声振准晶体相关研究中取得重要突破，相关成果以“Observation of dispersive acoustic quasicrystals”为题，发表在国际著名期刊Nature Communications上。东北大学机械工程学院为第一完成单位，杨天智教授、仇成伟教授和美国纽约城市大学Andrea Alù教授为共同通讯作者，东北大学博士生韩承霖为第一作者。东北大学李常有教授、哈尔滨工业大学陈立群教授、东南大学范海燕教授、新加坡国立大学李佳鑫博士和许国强教授也对论文做出了重要贡献。
从理论上和实验上研究了由周期表面之间的扭转角控制的色散声学准晶体，实现了极端的可调性，例如波模式:局域化-去局域化，扩散-渠化-局域和不对称局域化。总共设计了三种不同的系统，实现了各向异性、各向异性和空间对称性的高维调制。通过构造各向异性的单元胞，实现了具有可调扩散、渠化和局域化的波传播。在各向同性系统中，观察到从扩散到局域的转变。
图1|色散声学准晶体。a,莫尔准晶体。b,色散模式的倒数宽度与扭转角度的关系。c-f,四种模式的色散图。g-i,理论预测的杂化色散曲线。
图2|各向异性莫尔超晶格产生的波传播模式。a,各向异性莫尔准晶体。b,准晶截面上的能量分布。c-f,四种波传播模式。
这些发现为利用准晶体色散控制声音传播提供了强有力的工具，在控制均匀波能量分布、有效信号传输、能量收集和噪声过滤方面提供了巨大的应用潜力。值得注意的是，我们的结构与广泛用于纳米超材料和光子晶体的周期性排列结构之间的相似性意味着将我们提出的概念扩展到其他学科研究中的潜力。
以上工作获得国家万人计划、国家自然科学基金项目、中央高校基本科研业务费项目、国家自然科学基金科学中心项目的支持。
文章链接：
