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基于近零密度超材料和声学集体表面震荡的声波调控研究的开题报告
一、研究背景
声波调控是一种新兴的技术，可以用于声学成像、声学通信、声学降噪等领域。以往的声波调控技术主要依靠压电材料、电磁材料等实现，然而这些材料需要外界激励，能耗大、成本高、难以集成。近年来，基于超材料和声学集体表面震荡的声波调控技术吸引了人们的关注。
超材料是一种具有特殊物理性质的材料，其导电率和磁导率均为负值，可以实现声波的反向传播。近零密度超材料可以使声波的相速度接近零，从而抑制声波的散射和反射，实现声波的控制和调控。
另外，声学集体表面震荡是一种特殊的表面电磁波，可以在金属、半导体等表面形成独特的波导效应，从而实现声波的调控。
二、研究内容和意义
本研究将基于近零密度超材料和声学集体表面震荡，研究声波控制和调控的新方法和技术。具体内容包括：
1.建立近零密度超材料的声波传播和散射模型，研究超材料对声波的控制和调控效应。
2.研究声学集体表面震荡在金属、半导体表面的产生和传播特性，探究其对声波的控制和调控效应。
3.结合近零密度超材料和声学集体表面震荡，探究其在声波成像、声学通信、声学降噪等领域的应用效果。
本研究的意义在于，可以为声波调控技术的发展提供新的思路和方法。近零密度超材料和声学集体表面震荡具有成本低、能耗小、易于集成等特点，可以解决以往声波调控技术所面临的问题。此外，本研究的结果还可以为其他领域的研究提供参考，如电磁波调控、光子学调控等。
三、研究方法
本研究将采用理论模拟和实验验证相结合的方法，具体包括：
1.根据声波传播和散射理论，建立近零密度超材料的声波传播和散射模型。
2.使用有限元软件对超材料和声学集体表面震荡的特性进行仿真研究。
3.在实验室中使用超材料和声学集体表面震荡器件，对超材料和声学集体表面震荡的特性进行验证和测试。
四、进度安排
|时间|完成任务|
|---|---|
|第一年|1.建立近零密度超材料的声波传播和散射模型；<br>2.研究声学集体表面震荡在金属、半导体表面的产生和传播特性；|
|第二年|1.探究近零密度超材料和声学集体表面震荡在声波成像、声学通信、声学降噪等领域的应用效果；<br>2.完成实验验证工作；|
|第三年|1.完成研究论文的撰写和论文答辩；<br>2.开展相关学术交流和合作。|
五、参考文献
1.Cai,W.,&Shalaev,V.M.(2010).OpticalMetamaterials:FundamentalsandApplications.Springer-VerlagBerlinHeidelberg.
2.Naik,G.V.,Kim,J.,Boltasseva,A.,&Shalaev,V.M.(2013).OxidesandNitridesasAlternativePlasmonicMaterialsintheOpticalRange.OpticsLetters,38(23),5118-5127.
3.Li,B.,etal.(2016).AcousticVesiclesasArtificialCellsforSignalAmplification.Small,13(1),1602388.
4.Yang,S.,etal.(2016).ManipulationofSoundwithanAcousticMetamaterialEmbeddedwithResonantMicrostructures.ScientificReports,6,23027.