Nghiên cứu công nghệ chế tạo và tính chất của giả vật liệu Metamaterial

Tổng quan về vật liệu Metamaterials: Lịch sử hình thành và phát triển vật liệu chiết suất âm; Các loại vật liệu Metamaterials; Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước; Ứng dụng; Mô hình giải thích tương tác sóng sóng điện từ với vật liệu MMs. Trình bày phương pháp thực nghiệm và mô phỏng: Lựa chọn cấu trúc và vật liệu; Xây dựng hệ thiết bị chế tạo mẫu; Công nghệ chế tạo vật liệu; Phương pháp đo; Phương pháp mô phỏng; Phương pháp tính độ từ thẩm, độ điện thẩm và chiết suất. Nghiên cứu vật liệu Metamaterials hoạt động ở vùng tần số GHz: Cộng hưởng từ và cộng hưởng điện trong vật liệu MMs có cáu trúc CWP; Ảnh hưởng của phân cực sóng điện từ lên tính chất vật liệu; Vật liệu MMs có cấu trúc CWP; Vật liệu MMs có chiết suất âm; Độ dày lớp điện môi. Thiết kế và mô phỏng vật liệu Metamaterials có cấu trúc nano haotj động ở vùng tần số THz: Cộng hưởng từ và cộng hưởng điện; Ảnh hưởng của chiều dài và chiều rộng CW; Ảnh hưởng của lớp điện mô; Ảnh hưởng của lớp kim loại

Năm 2000, Smith và cộng sự lần đầu tiên chế tạo thành công vật liệu metamaterial có chiết suất âm, vật liệu mà đã được Veselago đề xuất vào năm 1968. Đây là vật liệu có cấu trúc nhân tạo, đồng thời có độ từ thẩm và độ điện thẩm âm (μ < 0, ε < 0), hay nói cách khác là vật liệu có chiết suất âm. Vật liệu này hiện nay đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu một cách đặc biệt vì những tính chất vật lý kỳ diệu mà các vật liệu tồn tại trong tự nhiên không có được như tia tới và tia khúc xạ nằm cùng ở một phía, độ dịch chuyển Doopler bị đổi ngược, bức xạ Cherenkov chỉ về hướng khác, vận tốc pha và vận tốc nhóm của sóng truyền luôn ngược nhau. Bên cạnh đó, bằng việc sử dụng các cấu trúc cộng hưởng điện từ có kích thước hay cấu trúc khác nhau, chúng ta có thể điều khiển được vật liệu này hoạt động ở các vùng tần số mong muốn khác nhau, từ tần số sóng điện từ đến vùng hồng ngoại thậm chí hoạt động ở vùng ánh sáng nhìn thấy. Ngoài những tính chất đặc biệt này, rất nhiều ứng dụng khác nhau của vật liệu metamaterials đã được đề xuất và được kiểm chứng bằng thực nghiệm. Một trong những ứng dụng nổi bật nhất của vật liệu này là siêu thấu kính được đề xuất bởi Pendry vào năm 2000, sau đó đã được Zhang và các cộng sự chế tạo thành công năm 2005. Gần đây, một ứng dụng độc đáo khác nữa là sử dụng vật liệu metamaterials như là “áo choàng” để che chắn sóng điện từ (electromagnetic cloacking), được đề xuất và kiểm chứng bởi Schuri và cộng sự năm 2006. Bằng việc điểu chỉnh các tham số hiệu dụng μ và ε một cách hợp lý, đường đi của các tia sáng bị uốn cong khi truyền trong vật liệu đồng thời không bị phản xạ cũng như tán xạ. Do vậy, vật liệu này hứa hẹn sẽ được dùng để chế tạo vật liệu tàng hình. Bên cạnh đó, một loạt các ứng dụng quan trọng khác cũng đã đựơc các nhà khoa học đề xuất và tập trung đi sâu nghiên cứu như bộ lọc tần số, bộ cộng hưởng, sensor… Vì những tính chất đặc biệt và khả năng ứng dụng to lớn này, vật liệu có chiết suất âm ngày càng được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu một cách mạnh mẽ. Cho đến nay, một số phòng thí nghiệm trên thế giới đã chế tạo thành công vật liệu có chiết suất âm hoạt động ở những dải tần số khác nhau từ GHz tới THz hoặc cao hơn.

Mục đích hiện tại của các nhà khoa học là đưa vật liệu có chiết suất âm vào ứng dụng đối với các thiết bị hoạt động ở vùng tần số sóng điện từ như bộ biến điện, bộ lọc thông dải, bộ ghép vi sóng, dây ăng ten vv, đồng thời thúc đẩy việc chế tạo vật liệu này hoạt động ở tần số cao hơn phục vụ cho các ứng dụng mới trong quang học. Tuy nhiên, vẫn còn tồn tại nhiều vấn đề cần thiết được giải quyết một cách chi tiết và triệt để trước khi triển khai các ý tưởng này. Thứ nhất là vì vật liệu có chiết suất âm có cấu trúc nhân tạo, để chế tạo vât liệu này hoạt động ở vùng tần số cao, đòi hỏi sử dụng thiết bị công nghệ nanô hiện đại như hệ khắc dùng chùm tia điện tử hoặc chùm tia iôn (Electron Beam Lithography, Ion Beam Lithography)… Do vậy, việc tìm kiếm cấu trúc tối ưu để dễ dàng cho việc chế tạo vật liệu đang là một trong những vấn đề then chốt. Thứ hai là làm sao có thể điều khiển được tính chất của vật liệu này? Tiếp theo đó là vấn đề về sự tổn hao của vật liệu trong quá trình truyền tải sóng v v. Sự ảnh hưởng của hằng số mạng, vị trí tương đối và sự tương tác của hai thành phần điện và từ là một trong những chìa khoá để giải quyết các vấn đề trên. Đây cũng là vấn đề chính mà đề tài mong muốn được tập trung đi sâu nghiên cứu. Với lý do đó, chúng tôi lựa chọn luận văn với tiêu đề là: “Nghiên cứu công nghệ chế tạo và tính chất của giả vật liệu Metamaterial”. Luận văn được thực hiện dựa trên sự kết hợp giữa mô phỏng và chế tạo cùng các phép đo thực nghiệm.

Bố cục của luận văn bao gồm 4 chương ngoài phần mở đầu và kết luận:

Phần 1: MỞ ĐẦU

Phần 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Chương 1- Tổng quan về vật liệu Metamaterial

Chương 2 – Phương pháp thực nghiệm và mô phỏng

Chương 3 – Vật liệu Metamaterials hoạt động ở tần số GHz

Chương 4 – Thiết kế và mô phỏng vật liệu metamaterial có cấu trúc nanô hoạt động ở vùng tần số THz

Phần 3: KẾT LUẬN

Link tải tài liệu: https://tii.la/A2WR1

Lưu ý: Link tải có chứa quảng cáo được rút gọn bằng Shrinkearn.com

Mật khẩu mở tệp PDF: sharetailieu.net

Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất vật liệu Polyme Nanocompozit trên cơ sở Polyaniline và Graphit

Nghiên cứu chế tạo vật liệu sắt điện BaTiO3 và tổ hợp BaTiO3/Fe3O4 có cấu trúc micro-nano bằng phương pháp thủy phân nhiệt

Tiếp cận các ứng dụng giao thức truyền thông không dây MiWi PRO

Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất vật liệu Polyme Nanocompozit trên cơ sở Polyaniline và Graphit