通过交替软化与硬化非线性打开和关闭带隙
软凝聚态物质
2025-07-02 v1 应用物理
摘要
最近的研究表明，存在一些与线性区域无关的反常非线性色散行为。然而，现有的解析技术（如微扰方法）无法正确捕捉这些行为。本文提出了一种通用理论方法，将非线性波动方程转化为等价的线性本征值问题，从而直接给出非线性色散关系和模态矢量。该理论方法被应用于具有交替软化与硬化非线性的 1D 声子链和 2D 六角晶格，揭示了振幅诱导的带隙打开与闭合现象。理论结果通过采用周期边界条件的全尺度仿真得到验证，其中数值求解了稳态非线性平面波响应。此外，我们利用这些非线性现象实现了可调频率分裂和聚焦效应。因此，我们的工作为理解非线性波动力学和实现新型波动控制能力开辟了新范式。
引用
@article{arxiv.2503.16802,
title = {Opening and closing a bandgap via alternating softening and hardening nonlinearities},
author = {Weijian Jiao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.16802},
year = {2025}
}