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前沿进展
微纳人工结构与声超表面器件2024-05-07收到
†email:xfzhu@hust.edu.cn
陈卓彭玉桂祝雪丰†DOI:10.7693/w
(华中科技大学物理学院武汉430074)CSTR:32040.14.w
Micro-nanoacousticartificialstructuresand
acousticultrasurfacedevices
CHENZhuoPENGYu-GuiZHUXue-Feng†
(SchoolofPhysics,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)
摘要基于人工结构和超表面实现精准、多维度、反常规的声场调控是目前物
理学和材料科学领域的研究热点。与传统天然材料相比,声超材料和超表面具有功能
可定制、复杂声场调控、尺寸集成和可兼容其他技术等显著优势。随着三维打印、光
刻、激光切割等先进微纳加工技术的不断发展,人们可以精准灵活地控制人工结构单
元的形貌尺寸,为实现高精准、功能定制的声场调控提供了更多自由度。文章介绍了
几种高通量、亚波长厚度及结构平整的微纳人工结构和功能器件,包括基于微纳栅结
构的声镊器件和基于超疏水微纳结构的超轻薄声学功能器件,它们以独特的声波操纵
能力,未来有望在超声成像与治疗、微粒操控等领域获得重要的应用。最后讨论并展
望了微纳人工结构与声超表面器件的研究趋势和发展前景。
关键词人工结构,声场调控,声超表面,微纳加工技术,集成化功能器件
AbstractRealizingprecisemodulationofacousticfieldsbasedonartificialstructures
andmetasurfacesiscurrentlyahotspotinthefieldsofphysicsandmaterialsscience.
Comparedtotraditionalnaturalmaterials,artificialstructuresoffersignificantadvantages,
includingcomplexmodulation,dimensionalflexibility,andcompactintegration.Withthe
ongoingadvancesinmicro-andnano-fabricationtechnologies,suchas3-dimensionprinting,
photolithography,lasercutting,andetching,itisnowpossibletoachievemorepreciseand
flexiblecontroloverthemorphologyandgeometryofstructuralunit-cells.Thisprovidesmany
moremeanstoachieveefficientandaccuratemodulationofacousticfields.Thisarticle
introducesseveralhighlyefficient,compactmicro
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1.2014年9月在《物理通报》发表《对一道中学生物理竞赛试题答案的商榷》。 2.2014年在《物理通报》发表《双星运行轨道的研究》。 3、2014年12月在《石家庄职业技术学院学报》上发表《斜面上下滑滑块机械能守恒问题新解》。/4.2020年6月在《百科论坛》(教育科研)第6期第5卷发表《声波方程满足伽利略变换下的形式不变性》。 5.2020年8月在《中国科技纵横》(第332期)发表《正确理解弹性势能的概念》。 6.2020年8月在《论证与研究》发表《匀速圆周运动中的机械能守恒问题》。
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