By employing a metal-coated central platelet and a rigid mesh electrode which is transparent to acoustic wave, we show that the membrane-type acoustic metamaterials (MAMs) can be easily tuned by applying an external voltage. With static voltage, the MAM's eigenfrequencies and therefore the phase of the transmitted wave are tunable up to 70 Hz. The MAM's vibration can be significantly suppressed or enhanced by using phase-matched AC voltage. Functionalities such as phase modulation and acoustic switch with on/off ratio up to 21.3 dB are demonstrated.
References
1.
Z.
Liu
, X.
Zhang
, Y.
Mao
, Y. Y.
Zhu
, Z.
Yang
, C. T.
Chan
, and P.
Sheng
, Science
289
, 1734
(2000
).2.
N.
Fang
, D.
Xi
, J.
Xu
, M.
Ambati
, W.
Srituravanich
, C.
Sun
, and X.
Zhang
, Nat. Mater.
5
, 452
(2006
).3.
Z.
Yang
, J.
Mei
, M.
Yang
, N.
Chan
, and P.
Sheng
, Phys. Rev. Lett.
101
, 204301
(2008
).4.
S. H.
Lee
, C. M.
Park
, Y. M.
Seo
, Z. G.
Wang
, and C. K.
Kim
, Phys. Rev. Lett.
104
, 054301
(2010
).5.
Y.
Lai
, Y.
Wu
, P.
Sheng
, and Z. Q.
Zhang
, Nat. Mater.
10
, 620
(2011
).6.
M.
Yang
, G.
Ma
, Z.
Yang
, and P.
Sheng
, Phys. Rev. Lett.
110
, 134301
(2013
).7.
Z.
Liang
and J.
Li
, Phys. Rev. Lett.
108
, 114301
(2012
).8.
Z.
Liang
, T.
Feng
, S.
Lok
, F.
Liu
, K. B.
Ng
, C. H.
Chan
, J.
Wang
, S.
Han
, S.
Lee
, and J.
Li
, Sci. Rep.
3
, 1614
(2013
).9.
Y.
Xie
, B. I.
Popa
, L.
Zigoneanu
, and S. A.
Cummer
, Phys. Rev. Lett.
110
, 175501
(2013
).10.
H.
Chen
and C. T.
Chan
, J. Phys. D: Appl. Phys.
43
, 113001
(2010
).11.
S.
Zhang
, C.
Xia
, and N.
Fang
, Phys. Rev. Lett.
106
, 024301
(2011
).12.
B. I.
Popa
, L.
Zigoneanu
, and S. A.
Cummer
, Phys. Rev. Lett.
106
, 253901
(2011
).13.
L.
Sanchis
, V. M.
García-Chocano
, R.
Llopis-Pontiveros
, A.
Climente
, J.
Martínez-Pastor
, F.
Cervera
, and J.
Sánchez-Dehesa
, Phys. Rev. Lett.
110
, 124301
(2013
).14.
L.
Zigoneanu
, B. I.
Popa
, and S. A.
Cummer
, Nat. Mater.
13
, 352
(2014
).15.
J.
Li
, L.
Fok
, X.
Yin
, G.
Bartal
, and X.
Zhang
, Nat. Mater.
8
, 931
(2009
).16.
S.
Zhang
, L.
Yin
, and N.
Fang
, Phys. Rev. Lett.
102
, 194301
(2009
).17.
J.
Zhu
, J.
Christensen
, J.
Jung
, L.
Martin-Moreno
, X.
Yin
, L.
Fok
, X.
Zhang
, and F. J.
Garcia-Vidal
, Nat. Phys.
7
, 52
(2011
).18.
F.
Lemoult
, M.
Fink
, and G.
Lerosey
, Phys. Rev. Lett.
107
, 064301
(2011
).19.
B.
Liang
, B.
Yuan
, and J. C.
Cheng
, Phys. Rev. Lett.
103
, 104301
(2009
).20.
B.
Liang
, X. S.
Guo
, J.
Tu
, D.
Zhang
, and J. C.
Cheng
, Nat. Mater.
9
, 989
(2010
).21.
X. F.
Li
, X.
Ni
, L.
Feng
, M. H.
Lu
, C.
He
, and Y. F.
Chen
, Phys. Rev. Lett.
106
, 084301
(2011
).22.
Y.
Li
, B.
Liang
, Z. M.
Gu
, X. Y.
Zou
, and J. C.
Cheng
, Sci. Rep.
3
, 2546
(2013
).23.
P.
Zhang
, T.
Li
, J.
Zhu
, X.
Zhu
, S.
Yang
, Y.
Wang
, X.
Yin
, and X.
Zhang
, Nat. Commun.
5
, 4316
(2014
).24.
F.
Lemoult
, N.
Kaina
, M.
Fink
, and G.
Lerosey
, Nat. Phys.
9
, 55
(2013
).25.
J.
Mei
, G.
Ma
, M.
Yang
, Z.
Yang
, W.
Wen
, and P.
Sheng
, Nat. Commun.
3
, 756
(2012
).26.
G.
Ma
, M.
Yang
, S.
Xiao
, Z.
Yang
, and P.
Sheng
, Nat. Mater.
13
, 873
(2014
).27.
A. A.
Govyadinov
, V. A.
Podolskiy
, and M. A.
Noginov
, Appl. Phys. Lett.
91
, 191103
(2007
).28.
Z.
Wang
, Y.
Luo
, L.
Peng
, J.
Huangfu
, T.
Jiang
, D.
Wang
, H.
Chen
, and L.
Ran
, Appl. Phys. Lett.
94
, 134102
(2009
).29.
A. R.
Katko
, S.
Gu
, J. P.
Barrett
, B. I.
Popa
, G.
Shvets
, and S. A.
Cummer
, Phys. Rev. Lett.
105
, 123905
(2010
).30.
B. I.
Popa
, L.
Zigoneanu
, and S. A.
Cummer
, Phys. Rev. B
88
, 024303
(2013
).31.
B. I.
Popa
and S. A.
Cummer
, Nat. Commun.
5
, 3398
(2014
).32.
Q.
Ma
, Z. L.
Mei
, S. K.
Zhu
, T. Y.
Jin
, and T. J.
Cui
, Phys. Rev. Lett.
111
, 173901
(2013
).33.
X.
Chen
, X. C.
Xu
, S. G.
Ai
, H. S.
Chen
, Y. M.
Pei
, and X. M.
Zhou
, Appl. Phys. Lett.
105
, 071913
(2014
).34.
G.
Ma
, M.
Yang
, Z.
Yang
, and P.
Sheng
, Appl. Phys. Lett.
103
, 011903
(2013
).35.
Z.
Yang
, H.
Dai
, N.
Chan
, G.
Ma
, and P.
Sheng
, Appl. Phys. Lett.
96
, 041906
(2010
).36.
J.
Mei
, G.
Ma
, M.
Yang
, J.
Yang
, and P.
Sheng
, in Acoustic Metamaterials and Phononic Crystals
, edited by P. A.
Deymier
(Springer
, Berlin, Heidelberg
, 2013
).37.
C. J.
Naify
, C. M.
Chang
, G.
McKnight
, F.
Scheulen
, and S.
Nutt
, J. Appl. Phys.
109
, 104902
(2011
).38.
C. J.
Naify
, C. M.
Chang
, G.
McKnight
, and S.
Nutt
, J. Appl. Phys.
110
, 124903
(2011
).39.
C. J.
Naify
, C. M.
Chang
, G.
McKnight
, and S.
Nutt
, J. Appl. Phys.
108
, 114905
(2010
).40.
K. M.
Ho
, Z.
Yang
, X. X.
Zhang
, and P.
Sheng
, Appl. Acoust.
66
, 751
(2005
).41.
V.
Fokin
, M.
Ambati
, C.
Sun
, and X.
Zhang
, Phys. Rev. B
76
, 144302
(2007
).© 2015 AIP Publishing LLC.
2015
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.