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バンドギャップ(というか、バンドギャップはバンドとバンドの間のことなので、より本質的にはバンド)は、結晶構造があれば必ず存在します。(ただし、バンドギャップのなかにフェルミ準位があるのは、絶縁体や半導体に限られます)。
一方、電子が結晶から漏れ出ないのは、たんに、結晶の外は結晶の中より電子のポテンシャルが高いからです。プラスの原子核とマイナスの電子が引き付けあう、というだけのことです。
フォトニッククリスタルでは、バンドギャップの存在と、光が漏れ出ない(というのはほんとう?)こととのあいだに、関連があるのでしょうか?
電磁気的に予想可能な現象だと思うけど。 フラクタル次元数をもっと高くできる方法(自己複製とか) があれば工学的に役に立つとは思うのですが。
この場合,物体の大きさと構造の荒さからして,量子論まで持ち出さなくても電磁気学の領域で解析できるような気が,私もするのだけど. 有限要素法とか使えば電磁界の挙動は数値計算できるし. 物体の大きさと波長が比例する,というあたりからしてもそんな感じがします.
それとも,これで何か矛盾が出ているのかなぁ.
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クリスタル (スコア:2, 参考になる)
一部業界では、フォトニッククリスタルというのが有名でして、特定周波数の電磁波を制御する(たとえばフィルタなど)ことに用いられている、というか研究されてます。電磁波を電子、立方体を作る格子を原子と置き換えて考えたときに、ちょうど金属などの結晶中でバンドギャップができるように、フォトニッククリスタル中の電磁波でも、ギャップができるために特定方向に電磁波が漏れないようにする。というものです。(専門じゃないので、用語が結構てきとーだがだいたいそんな感じ)。
今回の味噌は、クリスタルの形状をなんだかわからんが、とにかくフラクタルな立体にしてみたら、あらゆるK方向に対してギャップが出来てしまって、電磁波が外に出ない。という感じないでしょうか。たぶん。だから、原因不明とか書いてますけど、まぁ、まったく不明というわけではなく。フラクタル立体のなかだと、そういうバンド構造になるという理屈がちょっとわかってないだけで、閉じ込めるという仕組みは理解されているはずです。
電子/原子/金属との対比 (スコア:1, 参考になる)
バンドギャップ(というか、バンドギャップはバンドとバンドの間のことなので、より本質的にはバンド)は、結晶構造があれば必ず存在します。(ただし、バンドギャップのなかにフェルミ準位があるのは、絶縁体や半導体に限られます)。
一方、電子が結晶から漏れ出ないのは、たんに、結晶の外は結晶の中より電子のポテンシャルが高いからです。プラスの原子核とマイナスの電子が引き付けあう、というだけのことです。
フォトニッククリスタルでは、バンドギャップの存在と、光が漏れ出ない(というのはほんとう?)こととのあいだに、関連があるのでしょうか?
Re:電子/原子/金属との対比 (スコア:2, 参考になる)
フォトニッククリスタルのフォノンの分散関係をみたときにギャップがあるとその方向には電磁波(ある振動数のモード)は外に漏ません。っていう、研究(実験、理論)ともにみたことがあります。誤解されたというか疑問を持たれたのは当然のことと思いますが、電子が結晶の外に出ませんとかそいういう話に対してののアナロジーではないと思います。というか、あまりよいたとえではないかもしれませんね。無限系の結晶を考える金属の電子論との対比は。
Re:電子/原子/金属との対比 (スコア:1, 参考になる)
そこにトラップするように使うのでは?
でもって,周囲の結晶部分にはバンドギャップの存在により
フォトンが漏れ出さない,と.
そもそも,ギャップ中の波数-エネルギーに対応するフォトンは
フォトニック結晶中に存在できませんので,漏れ出すも何も
ありませんし.
Re:電子/原子/金属との対比 (スコア:1)
誘電体中では任意の波長の光が存在可能です。従ってフォトニック結晶の場合は、
「バンドギャップが開く」=「(バンドギャップに対応した波長の)光に対して閉込め効果がある」
となります。
Re:電子/原子/金属との対比 (スコア:0)
電磁気的に予想可能な現象だと思うけど。 フラクタル次元数をもっと高くできる方法(自己複製とか) があれば工学的に役に立つとは思うのですが。
既出 (スコア:0)
Re:クリスタル (スコア:0)
透過される物体の形状から電磁波の挙動は解析的にほとんど完全に
得られます。
逆解析やって条件を決めてから形を設計するとかもできるんでは
ないでしょか。(あまい?)
Re:クリスタル (スコア:2, 参考になる)
この場合,物体の大きさと構造の荒さからして,量子論まで持ち出さなくても電磁気学の領域で解析できるような気が,私もするのだけど. 有限要素法とか使えば電磁界の挙動は数値計算できるし. 物体の大きさと波長が比例する,というあたりからしてもそんな感じがします.
それとも,これで何か矛盾が出ているのかなぁ.
Re:クリスタル (スコア:1)
でも、宮元先生のHP(http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/~mri1/study/fractal/index.html)には、誘電体と明記されていますので、自信ないです。
Re:クリスタル (スコア:0)
http://www.arailab.dnj.ynu.ac.jp/~hjiang/study/fdtd-j.html
「あらゆるK方向に対して...」 (スコア:0)
Re:クリスタル (スコア:0)
1)ただの誘電体フィルタに見えます。
電磁界シミュレータですぐにシミュレーションできます。
2)電磁波を吸収するなら、それは熱に変換されているはずです。それはもはや利用できません。
3)電磁波を吸収する目的なら、カーボンで十分です。
静電防止の導電スポンジも役に立ちます。
4)鋭角につないだ鏡も光を跳ね返しません。
5)電磁波がある時間蓄えられたそうですが、全部吸収されたは