Luận án Tiến sĩ Khoa học Vật liệu: Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp thụ băng tần rộng vùng Ghz trên cơ sở vật liệu biến hóa (Metamaterials)

Mục tiêu của đề tài là xây dựng nền tảng cơ sở lý thuyết, nghiên cứu vật liệu biến hóa hấp thụ sóng điện từ hoạt động đa đỉnh và dải rộng trong vùng tần số từ 2-18 GHz; thiết kế và tối ưu các tham số cấu trúc của vật liệu biến hóa hấp thụ sóng điện từ đa đỉnh và dải rộng dựa trên các mô hình mới. Tìm kiếm vật liệu biến hóa hấp thụ sóng điện từ đa đỉnh và dải rộng có cấu trúc đơn giản và không phụ thuộc vào sự phân cực của sóng điện từ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Khoa học Vật liệu: Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp thụ băng tần rộng vùng Ghz trên cơ sở vật liệu biến hóa (Metamaterials)BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Đinh Hồng Tiệp NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP THỤ BĂNG TẦN RỘNG VÙNG GHz TRÊN CƠ SỞ VẬT LIỆU BIẾN HÓA (METAMATERIALS) LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội - 2020BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Đinh Hồng Tiệp NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP THỤ BĂNG TẦN RỘNG VÙNG GHz TRÊN CƠ SỞ VẬT LIỆU BIẾN HÓA (METAMATERIALS) Chuyên ngành: Vật liệu điện tử Mã số: 9.44.01.23 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. TS. Vũ Đình Lãm Hà Nội – 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, dưới sự hướng dẫn củaGS.TS. Vũ Đình Lãm. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưađược công bố trong các công trình khác. NGHIÊN CỨU SINH ĐINH HỒNG TIỆP LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc và chân thành nhất tới GS. TS. VũĐình Lãm, Thầy đã luôn tận tình hướng dẫn, định hướng kịp thời và tạo mọi điềukiện thuận lợi trong suốt quá trình học nghiên cứu sinh và công bố các công trìnhkhoa học để tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Bùi Xuân Khuyến và TS. Bùi Sơn Tùng đãluôn động viên và trao đổi nhiều ý tưởng khoa học mới cho các công bố của luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ nhiệt tình của các thành viên nhóm nghiêncứu vật liệu biến hóa (tại Viện Khoa học Vật liệu – Viện Hàn lâm Khoa học và Côngnghệ Việt Nam), đặc biệt là TS. Nguyễn Thị Hiền và TS. Đặng Hồng Lưu. Tôi xin được bày tỏ sự yêu mến và lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô,anh, chị đang công tác tại Phòng Vật lý Vật liệu từ và Siêu dẫn đã luôn tạo điều kiệnvà động viên trong suốt thời gian tôi làm luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Khoa học Vật liệu, Học Viện Khoa học vàCông nghệ đã tạo điều kiện thuận lợi về môi trường khoa học chuyên nghiệp, cơ sởvật chất, hỗ trợ kinh phí và các thủ tục hành chính thuận lợi trong quá trình nghiêncứu và học tập. Cuối cùng, tôi xin gửi lòng biết ơn đến gia đình đã luôn tin tưởng và là nguồnđộng lực to lớn để tôi hoàn thành luận án này. NGHIÊN CỨU SINH ĐINH HỒNG TIỆP MỤC LỤCLỜI CAM ĐOANDANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮTDANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊMỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ......................................................................... 61.1. Lịch sử hình thành của vật liệu biến hóa và ứng dụng ............................ 61.2. Lý thuyết môi trường hiệu dụng .............................................................. 111.3. Các tương tác điện từ của vật liệu biến hóa ............................................. 131.3.1. Cấu trúc cộng hưởng điện .................................................................... 131.3.2. Cấu trúc cộng hưởng từ ........................................................................ 161.4. Sự phối hợp trở kháng của vật liệu biến hóa với môi trường .................. 191.5. Vật liệu biến hóa hấp thụ sóng điện từ..................................................... 211.6. Vật liệu hấp thụ sóng điện từ tuyệt đối đa đỉnh và dải rộng .................... 30CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................ 372.1. Phương pháp quang khắc ......................................................................... 372.2. Phương pháp mô phỏng ........................................................................... 402.3. Phương pháp đo đạc ................................................................................. 412.4. Phương pháp tính toán các tham số điện từ hiệu dụng ............................ 44CHƯƠNG 3. VẬT LIỆU BIẾN HÓA BẤT ĐỐI XỨNG VÀ ĐẲNGHƯỚNG HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ ĐA ĐỈNH ..................................... 463.1. Hiệu ứng bất đối xứng của cấu trúc hai vòng cộng hưởng đồng trục ...... 463.2. Hiệu ứng bất đối xứng của cấu trúc vòng cộng hưởng kín ...................... 533.3. Vật liệu biến hóa đẳng hướng hấp thụ sóng điện từ đỉnh kép ............... 593.4. Vật liệu biến hóa hấp thụ sóng điện từ đa đỉnh có cấu trúc hình chữ X .. 663.5. Kết luận .................................................................................................... 70CHƯƠNG 4. MỞ RỘNG DẢI HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ BẰNG CÁCHTÍCH HỢP POLYMER DẪN ...................................................................... 714.1. Mở rộng dải tần số hấp thụ của MPA dựa trên việc tích hợp vật liệu polymerdẫn ................................................................................................................... 714.2. Mở rộng dải tần số hấp thụ của MPA bằng cách thay thế hoàn toàn cấu trúckim loại bởi vật liệu polymer dẫn ................................................................... 794.3. Kết luận .................................................................................................... 82KẾT LUẬN CHUNG .................................................................................... 83H ...