Cristales Fonónicos

Cristales Fonónicos

Los cristales fonónicos son estructuras (sólidas o líquidas) con agujeros rellenos de aire de distintas dimensiones y geometrías en las cuales se puede controlar la distribución entre cada agujero; presentan bandas prohibidas (bandgaps) en las que el sonido no puede propagarse. Un cristal fotónico presenta las mismas características, sin embargo, las bandgaps de estos bloquean la luz (colores) a ciertas frecuencias.

Los cristales fonónicos pueden ser usados como aislantes, espejos acústicos perfectos, supresores de ruido, resonadores y guías para ondas elásticas. Los cristales fonónicos en el rango de los megahertz (MHz) son útiles para aplicaciones de ultrasonido biomédico o microscopía acústica.

En 1992 Michael Sigalas y Eleftherios Economou desarrollaron estructuras con bandgaps, el modelo consistía en una rejilla 3D de esferas de alta densidad colocadas dentro de un material de baja densidad que dieron lugar a huecos de banda fonónica. La estructura de Eusebio Sempere es un ejemplo de los cristales fonónicos, ya que atenuaba fuertemente las ondas sonoras en ciertas frecuencias (Taras Gorishnyy et al., 2005).

Kulpe et al., 2016, calcularon la dispersión acústica externa a partir de cristales fonónicos usando una técnica de expansión de onda de Bloch acoplada con la integral de Helmholtz-Kirchhoff (HKI).

Gorishnyy et al., 2005, usaron cristales fonónicos hipersónicos para controlar la emisión y propagación de fonones de alta frecuencia. Fabricaron cristales hipersónicos usando litografía de interferencia

Sun y Wu, 2007, estudiaron la propagación de ondas acústicas en una placa de cristal fonónico bidimensional constituida por cilindros de acero circulares que forman una retícula cuadrada.

Manzanares-Martínez et al., 2014 realizaron un estudio de la propagación de ondas elásticas de tipo longitudinal en un cristal fonónico para la obtención de la relación de dispersión de las ondas elásticas longitudinales que oscilan en el sistema.

Con base en los estudios sobre cristales fonónicos se desea desarrollar un trabajo de tesis con el objetivo de diseñar un lente acústico a base de cristales fonónicos  para                                                                                      

Un cristal fotónico es un cristal con agujeros rellenos de aire. Su índice de refracción efectivo se puede controlar gracias a la geometría y distribución de los agujeros lo que permite diseñar dispositivos ópticos (fotónicos) a medida. Un cristal fonónico es un material con agujeros rellenos de aire de dimensiones tales que se comporta ante ondas sonoras como lo hace un cristal fotónico ante luz. Un cristal fotónico presenta bandas prohibidas (bandgaps) en las que la luz a ciertas frecuencias (colores) no puede propagarse. Un cristal fonónico también las presenta y puede bloquear la transmisión de sonido a ciertas frecuencias

Los

cristales fotónicos (para la luz) o fonónicos (para el sonido) son materiales formados por una distribución regular de elementos básicos repetidos que permiten que las ondas que inciden sobre ellos con cierta frecuencia sufran una interferencia destructiva (cuando el periodo de repetición coincide con el periodo de las ondas incidentes). Estos materiales presentan un bandgap similar al que presentan los materiales semiconductores (entre las bandas de valencia y conducción para los electrones). Igual que los semiconductores han revolucionado la tecnología durante la segunda mitad del s. XX, se espera que los materiales fotónicos (y fonónicos) la revolucionen en la primera mitad del s. XXI.

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