Morao koana ka 1887, setsebi sa fisiks sa Scotland, William Thomson, o ile a hlahisa mokhoa oa hae oa geometri oa sebōpeho sa ether, eo ho neng ho lumeloa hore e ne e tletse hohle, ho sisinyeha ha eona ho iponahatsang ho rōna e le maqhubu a makenete a motlakase, ho akarelletsa le khanya. Ho sa tsotellehe ho hlōleha ka ho feletseng ha khopolo ea ether, mohlala oa geometri o ile oa tsoela pele ho ba teng, 'me ka 1993, Denis Ware le Robert Phelan ba ile ba etsa tlhahiso ea mohlala o tsoetseng pele oa mohaho o khonang ho tlatsa sebaka ka hohle kamoo ho ka khonehang. Ho tloha ka nako eo, mohlala ona o 'nile oa thahasella haholo litsebi tsa lipalo kapa litsebi tsa litsebi, empa lipatlisiso tsa morao-rao li bontšitse hore li ka theha motheo oa theknoloji ea nakong e tlang e sebelisang leseli ho e-na le motlakase. Foam ea Ware-Phelan ke eng, ke eng e etsang hore e be e sa tloaelehang, 'me e ka sebelisoa joang ho khantša leseli? Re tla fumana likarabo tsa lipotso tsena le tse ling tlalehong ea sehlopha sa lipatlisiso. Eya.
Motheo oa lipatlisiso
Ha e le hantle lilemong tse lekholo tse fetileng sechabeng sa saense ho ne ho e-na le khopolo e thahasellisang haholo ka taba e itseng ea ntho e 'ngoe le e' ngoe e potolohileng. Khopolo ena e ne e reretsoe ho hlalosa sebopeho sa maqhubu a motlakase. Ho ne ho lumeloa hore ether e pota-potile ntho e 'ngoe le e' ngoe 'me ke mohloli oa maqhubu ana. Litšibollo tsa mahlale tse ileng tsa latela khopolo ea ether li ile tsa e felisa ka ho feletseng.
William Thomson
Leha ho le joalo, ka 1887, ha khopolo ea ether e ne e tletse matla le botumo, bo-rasaense ba bangata ba ile ba hlahisa maikutlo a bona mabapi le hore na hantle-ntle ether e ka tlala sebaka sohle joang. William Thomson, eo hape a tsejoang e le Lord Kelvin, ho ne ho se mokhelo. O ne a batla mohaho o tla tlatsa sebaka ka ho phethahetseng e le hore ho se be le libaka tse se nang letho. Patlo ena hamorao e ile ea bitsoa bothata ba Kelvin.
Mohlala oa khale: nahana ka lebokose le nang le makotikoti a cola. Pakeng tsa bona, ka lebaka la sebopeho sa cylindrical, voids e hlaha, i.e. sebaka se sa sebelisoeng.
Thomson, ntle le ho lumela hore Lefatše ha lea feta lilemo tse limilione tse 40, o ile a etsa tlhahiso ea mohaho o mocha oa geometri, o ileng oa ntlafatsoa ke Denis Ware le Robert Phelan, ka lebaka leo e ileng ea bitsoa ka bona.
Sebopeho sa Ware-Phelan se thehiloe holim'a khekhe ea linotši e tlatsang sebaka ka polyhedra e sa kopane, e siea sebaka se se nang letho. Lekheha la linotši, leo hangata re le nkang e le li-hexagon ka lebaka la khekhe ea linotši, ha e le hantle le hlaha ka libopeho tse ngata tse fapaneng. Ho na le li-cubic, octahedral, tetrahedral, rhombic dodecahedral, joalo-joalo.
Sebopeho sa Ware-Phelan
Ntho e sa tloaelehang ka mahe a linotši a Ware-Phelan ke hore a na le libopeho le likarolo tse fapaneng tsa geometri. Motheong oa eona, ke foam e loketseng ea li-bubble tse boholo bo lekanang.
Ntate-moholo oa foam ena ke eena ea hlahisitsoeng ke Morena Kelvin, eo re seng re mo tseba. Leha ho le joalo, phetolelo ea hae e ne e akarelletsa khekhe ea linotši e khutsufalitsoeng ka li-cubic. Sebopeho sa Kelvin e ne e le khekhe ea linotši e lekanang le khekhe ea linotši e entsoeng ka octahedron e truncated, e leng polyhedron e nang le lifahleho tse 'nè, e tletseng sebaka (tetradecahedron), e nang le lifahleho tse 6 tsa lisekoere le lifahleho tse 8 tsa hex.
Khetho ena ea ho eketsa ho tlatsa sebaka e ne e nkoa e le e loketseng ka lilemo tse ka bang lekholo, ho fihlela Ware le Phelan ba bula mohaho oa bona ka 1993.
Pentagondodecahedron le dekahedron
Phapang e kholo lipakeng tsa khekhe ea mahe a linotsi ea Ware-Phelan le e tlang pele ho eona ke tšebeliso ea mefuta e 'meli ea likarolo tse kopaneng, tseo, leha ho le joalo, li nang le molumo o tšoanang: pentagondodecahedron (dodecahedron e nang le tetrahedral symmetry) le XNUMXhedron e nang le symmetry e potolohang.
Mosebetsing oo re o nahanang kajeno, bo-rasaense ba tsoang Univesithing ea Princeton ba ile ba etsa qeto ea ho sebelisa Ware-Phelan foam ho photonics. Ntlha ea pele, ho ne ho hlokahala ho fumana hore na li-foam tse joalo li na le likheo tsa lihlopha tsa photonic (PBGs), tse thibelang ho hasana ha leseli ka mahlakoreng 'ohle le bakeng sa polarizations eohle ka mefuta e mengata ea maqhubu.
Phuputsong ea bona, bo-rasaense ba bontšitse hore marang-rang a 16,9D photonic a thehiloeng ho foam ea Ware-Phelan e lebisa ho PBG ea bohlokoa (XNUMX%) e nang le tekanyo e phahameng ea isotropy*, e leng thepa ea bohlokoa bakeng sa lipotoloho tsa photonic.
Isotropy* - litšobotsi tse tšoanang tsa 'mele ka nqa tsohle.
Kelvin foam le C15 foam le tsona li ile tsa sebetsa hantle ho latela PBG, empa li ne li le tlase ho sebopeho sa Ware-Phelan tabeng ena.
Lithuto tse tšoanang li 'nile tsa etsoa pele, empa li ne li shebane le foam e omeletseng ea mahlakore a mabeli. Joale ho ile ha fumanoa hore foam e omeletseng ea mahlakore a mabeli e bonts'a PBG feela bakeng sa polarization ea motlakase e fapaneng. Bothata ke hore ho na le polarizations tse peli ho foam ea XNUMXD.
Ho sa tsotellehe mathata a ka bang teng, foam ea 30D e ka nkoa e le thepa e tšepisang lefapheng la photonics, ho latela bafuputsi. Ho na le lebaka la sena: Melao ea Plateau e etsa bonnete ba hore mathōko a theha li-vertices tsa tetrahedral feela. 'Me sena ke tlatsetso e kholo bakeng sa marang-rang a photonic. Mohlala o tsotehang oa sena ke daemane e nang le PBG ea XNUMX%.
Foam e na le thepa ea tetrahedral ea likhokahano tsa daemane lattice, empa e fapane ka hore e na le mathōko a kobehileng le bolelele ba bond bo sa lekaneng hanyane. E sala feela ho fumana hore na phapang e joalo e ama thepa ea photonic joang le hore na ho isa bohōleng bofe.
Haeba likhopo tsa foam e omeletseng ea 17D li entsoe ka bongata, hoa khoneha ho theha marang-rang a photonic (litšoantšo tse ka tlase) tse bontšang li-PBG tsa photonic tse fihlang ho XNUMX%, tse bapisoang kapa tse phahameng ho feta tsa mehlala e tloaelehileng ea likristale tsa photonic tse ikemetseng.
Setšoantšo sa #1: Marang-rang a foam a Photonic a fumanoeng ka ho tiisa mathōko a sebopeho sa Ware-Phelan (ka ho le letšehali), sebopeho sa Kelvin (bohareng) le foam ea C15 (ka ho le letona).
Ho kenya ts'ebetsong mohlala o joalo ka ts'ebetsong, foam e omeletseng e tlameha ho qala ka kristale ebe e koahetsoe ka thepa ea dielectric. Ka tlhaho, PBG ea foam e tla ba tlase ho feta ea kristale ea photonic, empa bothata bona bo ka hlōloa ke melemo e mengata. Ntlha ea pele, ho itlhophisa ha foam ho ka lumella tlhahiso e potlakileng ea lisampole tse kholo. Taba ea bobeli, li-heterostructures tsa foam tsa photonic, tse ipapisitseng le lipatlisiso tse fetileng, li ka ba le mefuta e mengata ea lits'ebetso.
Liphetho tsa lipatlisiso
Pele ho tsohle, ho ne ho hlokahala ho ithuta foam e omileng, e hlalosoang e le minima ea sebaka sa sebaka sa sefahleho tessellation* e ipapisitse le lithibelo tsa molumo, e le hore geometry ea ho qetela e mamele melao ea Plateau.
Tessellation* - ho arola sefofane ka likarolo tsa likarolo tse koahelang sefofane kaofela ntle le ho siea likheo.
Ho aha liforomo tsa Ware-Phelan, Kelvin, le C15, bo-rasaense ba ile ba qala ka li-tessellations tse boima tsa Voronoi bakeng sa likristale tsa BCC, A15, kapa C15, ka ho latellana.
Setšoantšo sa Voronoi
Li-parameter li ne li khethoa ka tsela eo lisele tsohle tsa karohano li nang le molumo o tšoanang.
Ho ile ha ithutoa marang-rang a entsoeng ka mathōko a kobehileng a foam le ho tloha lintlheng tse otlolohileng tsa tessellation tsa ba pele ho tsona. Ho lekola topology ea mefuta eohle ea foam, lipalo-palo tsa selikalikoe*.
Lipalo-palo tse llang (lipalo-palo tse llang)*Tlhahlobo ea litšoaneleho tsa topological tsa lisebelisoa tsa marang-rang (mekelikeli, crystalline kapa litsamaiso tsa amorphous) hangata li thehiloe khopolong ea graph ho sebelisa li-node bakeng sa liathomo le li-bond bakeng sa likhokahano tsa interatomic. Ho ba sieo kapa ho ba teng ha khokahano lipakeng tsa li-node tse peli ho khethoa ka ho sekaseka mesebetsi ea kabo ea radial e felletseng le e sa fellang ea sistimi. Litabeng tsa marang-rang, tatellano ea li-node le lihokela tse hokahaneng ka letoto ntle le ho kopana ho bitsoa tsela. Ho latela tlhaloso ena, selikalikoe ke tsela e koetsoeng feela. Haeba u hlahloba ka hloko node e itseng ea marang-rang, u ka bona hore node ena e ka kenya letsoho meheleng e mengata. E 'ngoe le e' ngoe ea mehele ena e khetholloa ka litekanyo tsa eona 'me e ka aroloa ho latela likamano pakeng tsa li-node le lihokelo tse e etsang.
Tsela ea pele ea ho hlalosa reng e fanoe ke Shirley W. King. Ho ithuta ka khokahanyo ea khalase ea SiO2, o hlalosa selikalikoe e le tsela e khuts'oane pakeng tsa baahisani ba babeli ba haufi ba node e fanoeng.
Tabeng ea phuputso e ntseng e nahanoa, lipalo li entsoe ka palo ea mehele e khuts'oane ka ho fetisisa ka vertex ka yuniti sele.
Sele e le 'ngoe ea mohlala oa Kelvin e na le li-square tse 2 le li-hexagon tse 4 ka vertex, empa foam ea TCP (tetrahedral close-packed) e na le lifahleho tsa pentagonal le hexagonal feela (karolelano: 5.2 le 0.78 ka foam ea Ware-Phelan; 5.3 le 0.71 ka foam ea C15). Voronoi tessellations A15 le C15 ke mehaho ea TCP e nang le palo e kholo ka ho fetisisa le e nyenyane ka ho fetisisa (f) ka sele e le 1. Kahoo, sebopeho sa Ware-Phelan se na le lifahleho tse kholo ka ho fetisisa (f = 13 + 1/2), 'me C15 ke palo e nyenyane ka ho fetisisa ea lifahleho (f = 13 + 1/3).
Ha ba se ba qetile ho itokisa ha bona, bo-rasaense ba ile ba qala ho etsa mohlala oa marang-rang a photonic ho latela likhopo tse omeletseng tsa foam, i.e. marang-rang a foam-photon. Ho ile ha fumanoa hore boleng ba PBG ba 20% ts'ebetso ea tsamaiso e ntlafala, empa ho 15% foam ea Ware-Phelan e fetoha e sa tsitsang. Ka lebaka lena, bo-rasaense ha ba so ka ba nahana ka foam e metsi, moo meeli ea Plateau e nang le li-cross-sections tse tricuspid. Ho e-na le hoo, ho ne ho tsepamisitsoe maikutlo holim’a mehaho e omeletseng ea foam, moo bo-rasaense ba neng ba ka eketsa butle-butle botenya ba likhopo.
Ho phaella moo, moeli o mong le o mong ke karolo e bohareng ea spherocylinder (capsule), moo radius e leng parameter ea tokiso.
Bafuputsi ba re hopotsa hore marang-rang a joalo a foam ha a foam ka kutloisiso ea sebele, empa molemong oa ho nolofatsa tlaleho ea bona a tla bitsoa "foam" kapa "foam network."
Nakong ea papiso, parameter e ne e nkoa ɛ (phapang ea dielectric) - karolo ea lisebelisoa tsa dielectric tse nang le litekanyetso tse phahameng le tse tlaase tsa ho pata. Phapang ea dielectric e nkoa e le pakeng tsa 13 le 1, e atisang ho sebelisoa libukeng e le tekanyetso ha ho bapisoa ts'ebetso ea mekhoa e fapaneng ea lisebelisoa tsa photonic.
Bakeng sa marang-rang ka 'ngoe, radius ea mathōko (spherocylinders) e ntlafalitsoe bakeng sa tekanyo e phahameng ea lekhalo la sehlopha le bohareng ba eona: ∆ω/ωm, moo ∆ω ke frequency band bophara, le ωm - maqhubu ka hare ho zounu.
Setšoantšo #2: Sebopeho sa libaka tsa lifoto tsa Ware-Phelan foam (e khubelu), foam ea Kelvin (e putsoa), le foam ea C15 (e tala).
Ka mor'a moo, boholo ba PBG bo ile ba lekanngoa 'me ba fumanoa e le: 7.7% bakeng sa foam ea Kelvin, 13.0% bakeng sa foam ea C15 le 16.9% bakeng sa foam ea Ware-Phelan. Ho fokotsa sebaka ho eketsa boholo ba PBG ka 0.7%, 0.3 kapa 1.3%.
Joalokaha ho ile ha hlaka ho tsoa tlhahlobong, marang-rang a TCP a na le boholo bo boholo ba PBG ho feta marang-rang a Kelvin. Har'a marang-rang a mabeli a TCP, foam ea Ware-Phelan e na le boholo bo boholo ka ho fetisisa ba bandgap, boo ho ka etsahala hore ebe ka lebaka la phetoho e nyenyane ea bolelele ba lihokelo. Bo-rasaense ba lumela hore phapang pakeng tsa bolelele ba tlamo e ka 'na ea e-ba lebaka le ka sehloohong leo ka lona tsamaiso ea bona e leng teng, ke hore. ka foam ea Ware-Phelan, PBG e tlase ho taemane (31.6%) kapa tsamaisong ea Laves (28.3%).
Karolo ea bohlokoa ka ho ts'oana ho photonics ke isotropy ea PBG, e lumellang ho theoa ha maqhubu a sebopeho se sa lumellaneng. Photonic quasicrystals, hammoho le marang-rang a amorphous photonic, li na le isotropic ho feta likristale tsa khale tsa photonic.
Sebopeho sa foam-photonic se tlas'a thuto se boetse se na le tekanyo e phahameng ea isotropy. Ka tlase ke mokhoa oa ho khetholla coefficient ea anisotropy (ke hore, tekanyo ea phapang ea thepa ea tikoloho e itseng) PBG (А):
A: = (√Var[ωHDB]+Var[ωLAB]) / ωm
Foam ea C15 e fumanoe e na le anisotropy e tlaase ka ho fetisisa (1.0%), e lateloa ke Weir-Phelan foam (1.2%). Ka lebaka leo, mehaho ena e na le isotropic haholo.
Empa sebopeho sa Kelvin se bonts'a coefficient ea anisotropy ea 3.5%, e haufi haholo le ea tsamaiso ea Laves (3.4%) le daemane (4.2%). Leha ho le joalo, esita le matšoao ana ha a mpe ka ho fetisisa, hobane ho boetse ho na le lisebelisoa tse bonolo tsa li-cubic tse nang le coefficient ea anisotropy ea 8.8% le marang-rang a daemane a hexagonal a nang le 9.7%.
Ka ts'ebetso, ha ho hlokahala ho finyella boleng bo phahameng ba PBG, ka linako tse ling hoa hlokahala ho fetola likarolo tse itseng tsa 'mele tsa sebopeho. Tabeng ena, parameter ena ke radius ea spherocylinders. Bo-rasaense ba ile ba etsa lipalo tsa lipalo moo ba ileng ba etsa qeto ea kamano pakeng tsa lekhalo la photonic band le bophara ba lona e le mosebetsi. ɛ. Bakeng sa boleng bo bong le bo bong bo fumanoeng, radius e ntlafalitsoe ho holisa ∆ω/ωm.
Setšoantšo sa No. 3: papiso ea ∆ω / ωm ea marang-rang a foam a ithutoang (C15, Kelvin, Weir-Phelan) le mehaho e meng (taemane, daemane ea hexagonal, Laves, SC - cubic e tloaelehileng).
Foam ea Weir-Phelan e boloka boholo bo amohelehang ba PBG ea 8% ho ea ho phapang ea dielectric ɛ≈9, 'me radius e ile ea eketseha ho finyella palo e phahameng ea PBG ea 15%. Li-PBG lia nyamela neng ɛ <6.5. Joalokaha ho lebelletsoe, sebopeho sa daemane se na le PBG e kholo ka ho fetisisa har'a meaho eohle e ithutoang.
Bakeng sa ho tseba haholoanyane ka li-nuances tsa thuto, ke khothaletsa ho sheba и ho eena.
Epilogue
Sepheo se seholo sa ho etsa thuto ena ke takatso ea ho araba potso ea hore na marang-rang a foam a ka bontša PBG e feletseng. Ho fetola mathōko a mehaho e omeletseng ea foam ho marang-rang a photonic ho bontšitse hore ba ka khona.
Hajoale, foam ha se sebopeho se ithutoang ka ho khetheha. Ehlile, ho na le lithuto tse fanang ka litholoana tse ntle mabapi le marang-rang a amorphous, empa li entsoe ka lintho tse nyane haholo. Hore na sistimi e tla sebetsa joang ha litekanyo tsa eona li ntse li eketseha ha ho tsejoe hantle.
Ho ea ka bangoli ba thuto, mosebetsi oa bona o bula menyetla e mengata bakeng sa liqapi tsa nakong e tlang. Foam e tloaelehile haholo ka tlhaho ebile e bonolo ho e etsa, e etsa hore sebopeho sena se khahle haholo bakeng sa lits'ebetso tse sebetsang.
Bo-rasaense ba bitsa Marang-rang e le e 'ngoe ea likopo tse matla ka ho fetisisa tsa lipatlisiso tsa bona. Joalokaha bafuputsi ka bobona ba re, ho fetisetsa data holim'a fiber ea optical ha e ncha, empa leseli le ntse le fetoloa motlakase moo le eang teng. Lisebelisoa tsa photonic bandgap li ka tsamaisa khanya ka nepo ho feta likhoele tse tloaelehileng tsa fiber optic 'me li ka sebetsa e le li-transistors tsa optical tse etsang lipalo li sebelisa khanya.
Ho sa tsotellehe hore na merero e meholo hakae, ho ntse ho e-na le mosebetsi o mongata o lokelang ho etsoa. Leha ho le joalo, ho rarahana ha ho etsa liphuputso kapa ho rarahana ha ho phethahatsa liteko ho ka hlōla cheseho ea bo-rasaense le takatso ea bona ea ho ntlafatsa lefatše la theknoloji.
Re leboha ho shebella, lula u labalabela ho tseba 'me u be le mafelo-beke a monate bohle! 🙂
Kea leboha ka ho lula le rona. Na u rata lingoliloeng tsa rona? U batla ho bona litaba tse ling tse khahlisang? Re tšehetse ka ho etsa odara kapa ho khothaletsa metsoalle, , Theolelo ea 30% bakeng sa basebelisi ba Habr ho analog e ikhethang ea li-server tsa boemo ba ho kena, e iqapetsoeng ke rona bakeng sa hau: (e fumaneha ka RAID1 le RAID10, ho fihla ho li-cores tse 24 le ho fihla ho 40GB DDR4).
Dell R730xd makhetlo a 2 ka theko e tlase? Ke mona feela naheng ea Netherlands! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - ho tloha $99! Bala ka
Source: www.habr.com