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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

（1）研究目的：通过表面声子共振传感器研究中红外波段碳化硅的表面声子共振特性

（2）研究意义：碳化硅是声子晶体，作为第三代半导体，相对于以硅和锗为代表的第一代半导体和以砷化镓，磷化铟，磷化镓为代表的第二代半导体，其具有带隙宽，热导率高，较高的电子饱和迁移率，化学稳定性高，击穿电场高等诸多优点，因此在高温，高频，大功率器件的制备方面具有广泛的应用。声子是“晶格振动的简正模能量量子”，以量子化形式存在的弹性波的最小单位就被称作声子。简而言之，声子是一种元激发。等离激元寿命在光学波段的寿命受到金属电子寿命的限制，只有大约数十飞秒的存在时间，表现出了很高的光学损失，这种情况极大地限制了金属等离激元的应用范围和器件的性能。因此，寻找一种低损耗的亚波长共振模式显得十分迫切。

国内外研究现状

声子的概念是在研究晶格振动的过程中发展起来的。简单来说，声子其实就是量子化的晶格振动，它并不是真正的粒子，而是一种准粒子。之所以称之为声子，跟“声音”的本质是物体的“振动”有关，长波的声子也就是声音。据考证，声子这一名称是由苏联物理学家塔姆在1932年首次提出的。塔姆曾指出：正如光和电子对应一样，可以把声波与我们将称之为“声子”的某些粒子联系起来。我国科学家在声子和声子学的研究中一直扮演着重要的角色。最早对声子理论做出贡献的是黄昆院士和他的学生们，黄先生和波恩的《晶格动力学理论》奠定了声子理论的基础，后来黄先生回国后和他的很多学生又更进一步发展了声子理论，包括和清华大学的朱邦芬院士合作的半导体超晶格光学声子模式的理论，也叫做黄-朱方程，受到了国内外广泛的关注。而近年来，年轻一代的华人学者主要在如何利用声子的一些特性来进行调控，在声子学的研究中起到了很重要的引领作用。实际上声子学的基本器件， 如热二极管，热三级管，热逻辑门，热存储器的概念的提出和理论模型都是大陆科学家和海外华人科学家们合作提出的。世界上第一个固体热整流器的实验实现的主要的贡献也是在美国加州大学伯克利分校留学的台湾华人。声子学面临很多理论和实验上的挑战。但是困难和机会总是并存的。声子学的诞生不仅为我们提供了更多的新的研究方向和机遇，也带动了其他传统学科的发展，如声学。声子学的概念完全可以推广到其他频率范围的力学/弹性振动。反过来，控制声波的概念和方法，如声子晶体和超材料的概念，也可以借鉴过来用于控制热流。

2. 研究的基本内容

（1）了解碳化硅的性质

（2）了解表面声子共振性质

（3）数值计算方法--严格耦合波分析

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2018.01.04-2018.01.14 查阅资料，了解国内外有关中红外波段碳化硅的表面声子共振的研究，并对其有了初步的认识。

2018.03.05-2018.03.25对研究方案的探讨以及与导师的问题答疑。

2018.04.01-2018.04.10 在实验室通过表面声子共振传感器 进行研究

4. 参考文献

[1]纳米碳化硅催化生长碳纤维及生长机理分析[j]. 常琛,郝春成.人工晶体学报. 2014(07)

[2]传感器的最新应用与发展[j]. 罗林,胥玉萍,宋春华.信息通信. 2016(03)

[3]电子声子系统的温度效应[j]. 郑思明，张志杰.物理学报1963（10）