关联无序介质中光的赝隙与局域化

在关联无序材料的显著散射特性中，赝隙的起源与局域态的形成是最令人困惑的特征之一。标量波与矢量波在这两方面的根本差异使理解更加困难。在此，我们对二维共振系统中的有序-无序转变进行了深入而全面的分析。我们通过超均匀介质中的精确第一性原理数值模拟表明，在中等散射体密度下，二维矢量波的局域化可在关联无序存在时发生。相反，对于白噪声无序未发现有局域化迹象。这与标量波形成鲜明对比，后者无论关联程度如何均在高密度下局域化。对于关联材料，局域化伴随态密度中赝隙的形成。我们发展了两个互补模型来解释这些观测。第一个采用有效的光子晶体型框架，第二个依赖于对多重散射序列的图论处理。我们给出了与数值模拟吻合良好的态密度和局域化长度的理论显式评估。由此，我们确定了赝隙形成的微观过程，并阐明了共振关联系统中态密度对波局域化的作用。