文 献 综 述
- 类石墨烯简介
类石墨烯（Graphene）二维材料是指在一个维度上维持纳米尺度，一个或几个原子层厚度，而在二维平面内具有无限类似碳六元环组成的两维(2D)周期蜂窝状点阵结构，并且具有许多独特的性质。
- 光子晶体简介
光子晶体(photonic crystals)，又称为“光学半导体”，是一类晶格单元与入射波长具有同一数量级的周期性介电结构，以类似半导体控制电子运动的方式，来精确控制电磁波的运动(如电磁波的传播速度、相位、方向)。
- 研究背景与意义
在信息和通讯奇数迅速发展的今天，由于激光的产生、量子电子学和量子电动力学的充分发展以及纳米米科技与制造工艺的飞速进步，光电技术进入到一个崭新的发展阶段。人们开始寻找使用光子替代电子作为信息载体的方法，而光子作为信息和能量的载体有着巨大的优越性，因此操纵光波的流动成为人类多年的梦想和追求，全球高新技术领域的科学家与企业家都期待着新的光学人工材料的问世。实现光子调控的光子器件，取代现在的半导体电子器件，并最终实现集成光路，是一个非常有希望的变革方向。
相对于电子，光子具有很多优点，比如传输速度更快（光速），频带宽（信息容量大），特征更加丰富（光子拥有电子没有的极化特性）等。在一些具有强散射特性的介质中，波动及例子的传输根据散射体的本身及其所含有的杂质的不同，展现出多种形式，例如：局域（localization）,遂穿（tunneling）,弹道型（ballistic）,扩散型（diffusive）传输等等。
在这样的背景下，光子晶体、特异材料等光子人工微结构逐渐成为了研究热点。光子人工微结构是利用普通材料人工设计结构组合而成的，是具有天然材料所不具备的超常物理性质的复合电磁材料。从本质上说，它们更是一种新颖的材料设计思想，通过结构的设计来突破某些表观自然规律的限制，从而实现超常的材料功能。光子晶体是一门正在蓬勃发展的、很有前途的新学科，它吸引了包括经典物理学、量子物理学、固体能带论、半导体器件、纳米结构和材料科学等领域的大量科学家从事于理论和实验的研究。随着这些人工微结构的制备成功，迅速掀起了对人工微结构介质的研究热潮：光子晶体分别在1998 年、1999 年、2006年三次被美国权威杂志《Science》列为“十大科学进展”；负折射率材料也分别在2003 年、2006 年被《Science》杂志列为“十大科学进展”。在未来的光通信、光传感和集成光学中有着广泛的应用，对其进行研究具有重要的理论和应用价值。
近些年来，伴随着石墨烯材料以及随之而来的过渡金属二维材料的出现，材料学家以及物理学家们提出了一种全新的材料设计方案：基于相对论原理设计电子的能带结构，使其形成“零有效质量”的狄拉克费米子，并以此实现具有极低损耗，极高迁移能力的电子传输。直到石墨烯出现之后，由于电子在其六边形布里渊区顶点附近展现出狄拉克准粒子的形式，相当一系列物理问题才能到实验证实，取得一系列的重要发现，包括：量子（自旋）霍尔效应，超导电性，具有亚泊松分布的量子散粒噪声等等。由此类石墨烯光子晶体的设计和研究成为了当下热门的研究之一。
本研究对类石墨烯光子晶体进行了详细的研究，包括其结构模型，电磁特性等。仿真并且分析了光子在狄拉克点处传输效率跟距离成反比，传输脉冲的节奏随时间变化等特性。以此来给光子晶体带来新的发展前景和机遇。
- 国内外研究综述
近年来学者们对此进行了许多研究，对此做出了各种各样的实验观察和理论分析。在[1]研究中，二维光子晶体中通过精准数值仿真观测到在狄拉克点附近的光子的ZB效应（Zitterbewegung），从而表示ZB效应不仅可以在宽频带不同规模的结构中被发现，而且在电子系统中ZB效应也可以被观察到。
于此同时在[2]中，实验观察了光子在类石墨烯晶体中的“赝扩散”行为，其传输完全依赖于其边缘结构：与传输相同振幅的不同振荡在以弯曲边缘结束的结构中可以被观察到，但是在以笔直边缘结束的结构中不能被发现。类石墨烯光子晶体的能带结构中存在圆锥形奇异点称为狄拉克点。从数值仿真的结果可以看到，对于类石墨烯光子晶体，当光子的频率达到狄拉克点频率时其透射谱会有极值出现，而且随着光子晶体长度的增加，透射系数是递减的，很好得验证了光子在类石墨烯光子晶体中的“赝扩散”行为。
