眾所周知,很多的研究都是起源于對(duì)自然界不同領(lǐng)域存在類似現(xiàn)象的假設(shè)開始的。因?yàn)橛钪嫒f物遵循著相同的規(guī)律,即使外表再怎樣的千變?nèi)f化,而內(nèi)在的規(guī)則卻是有著高度一致性。這正是宇宙的神奇之處,也是人類難解的秘密。光子晶體的產(chǎn)生亦是如此,它是科學(xué)家們?cè)诩僭O(shè)光子也可以具有類似于電子在普通晶體中傳播的規(guī)律的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的。
r_qncy,F Huc3|~9 從晶體結(jié)構(gòu)圖中,我們可以看出晶體內(nèi)部的原子是周期性有序排列的,正是這種周期勢場的存在,使得運(yùn)動(dòng)的電子受到周期勢場的布拉格散射,從而形成能帶結(jié)構(gòu),帶與帶之間可能存在帶隙。電子波的能量如果落在帶隙中,就無法繼續(xù)傳播。其實(shí),不論是電磁波,還是其它波如光波等,只要受到周期性調(diào)制,都有能帶結(jié)構(gòu),也都有可能出現(xiàn)帶隙。而能量落在帶隙中的波同樣不能傳播。
(1saof*p% P>yG/:W; 簡言之,半導(dǎo)體中離子的周期性排列產(chǎn)生了能帶結(jié)構(gòu),而能帶又控制著載流子(半導(dǎo)體中的電子或者空穴)在半導(dǎo)體中的運(yùn)動(dòng)。相似的,在光子晶體中是由光的折射率指數(shù)的周期性變化產(chǎn)生了光帶隙結(jié)構(gòu),從而由光帶隙結(jié)構(gòu)控制著光在光子晶體中的運(yùn)動(dòng)。
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