无序 stealthy 超均匀两相介质的非凡光学与输运性质
光学
2024-03-14 v2 应用物理
摘要
无序 stealthy 超均匀(SHU)两相介质是超均匀结构的一个特殊子集,因其晶体-液体混合特性而具有新颖的物理性质。我们此前已证明,有效动态介电常数线性分式形式的强对比展开,在三维中针对明显不同的微结构对称性截断至两点水平时,能给出无序两相复合材料的精确近似。在此,我们进一步阐明无序 SHU 介质的非凡光学与输运性质。在诸多结果中,我们详细证明了 SHU 层状和横观各向同性介质在有限波数区间内通过三阶项是完全透明的(即原则上无 Anderson 局域化)。值得注意的是,这些 SHU 介质的结果意味着,在预测的完美透明区间内实际上不可能存在 Anderson 局域化,因为局域化长度远大于任何实际可达到的大样品尺寸。我们进一步将 SHU 层状、横观各向同性和完全各向同性介质的非凡物理性质与其他模型非 stealthy 微结构进行对比和比较,包括其衰减特性(通过有效介电常数的虚部衡量)和输运性质(通过时间依赖的扩散铺展性衡量)。我们证明了它们之间的交叉性质关系:随着结构从非超均匀、非 stealthy 超均匀到 SHU 介质,这些性质呈正相关。为 SHU 介质建立其他波动现象(如弹性动力学)和输运性质的交叉性质关系也将是有益的。交叉性质关系通常很有用,因为它们使得人们能够通过测量一种性质来估计另一种性质。
引用
@article{arxiv.2401.08448,
title = {Extraordinary Optical and Transport Properties of Disordered Stealthy Hyperuniform Two-Phase Media},
author = {Jaeuk Kim and Salvatore Torquato},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.08448},
year = {2024}
}
备注
38 pages, 12 figures, 2 table