铁磁线阵的负折射频率区域

从理论上研究了外磁场中的二维正方格子铁磁线阵（FWL）模型的负折射性质,计算中选用的铁磁材料分别为铁（Fe）,钴（Co）,镍（Ni）和钆（Gd）.计算了这些FWL系统的几何参数对于其负折射频率范围的影响以及负折射率随着外磁场变化的规律.发现提高负介电常数频率比较容易实现,而提高负磁导率频率则比较困难.这是因为负磁导率频率主要受饱和磁化强度的限制.所以高饱和磁化强度是提高负折射频率的关键.     

超颖材料特性对无线电力传输系统的影响

为了提高无线电力传输系统的传输效率和增大传输距离,在无线电力传输系统中采用了超颖材料.从负折射率和倏逝波出发,通过公式推导和仿真分析,探讨了超颖材料对倏逝波的增强效应.结果表明:当磁导率为负值时,超颖材料对倏逝波磁场的增强效应可使耦合系数成倍增大;而负的介电常数所引起的电场增强效应对耦合系数的影响较小;在现有无线电波段工作频率和厘米量级的传输距离条件下,负折射效应无法提高耦合系数,即无法提高传输效率,而需要制作工艺相对简单、磁导率为负的单负材料,以达到提高无线电力传输效率的目标.     

左手材料

左手材料同时具有负的介电常数和磁导率及负的折射率,与电磁波的相互作用和传统材料有本质的区别。针对左手材料的基本特性及其设计与制备的一些相关问题,作了简单的总结和介绍。     

左手材料在RFID天线中的应用

作为一种新型的电磁材料,左手材料的电场E、磁场H、波矢K之间呈现出一种左手关系,它在电磁波的某些频段下能够产生负介电常数和负磁导率,这一特性应用于天线设计,可以改善其方向性.考虑在RFID读写器天线中添加左手材料层,从负Snell折射效应、聚焦电磁波"成像"角度解释方向性增强特性,并以不停车收费系统(ETC)、巡检机器人大角度扫描应用场景为例,对该材料替代天线阵及有源标签作了可行性分析.     

具有谐振特性的双通带左手材料的设计

通过对谐振型左手材料的理论分析,提出了一种新型双通带左手材料的单元结构.该结构由E型和双谐振环形构成的谐振器与金属线组合而成,其中谐振器实现负磁导率,金属线实现负介电常数.利用电磁仿真软件,分析该材料单元结构的谐振特性,提取该结构的折射率、波阻抗以及介电常数、磁导率.仿真结果表明:该结构在其工作频段内存在2个通带,并且在这2个通带内该结构都具有左手特性.     

2013-09 封面图片说明——稀土锰氧化物掺杂材料的电磁特性

 钙钛矿型化合物具有十分重要的铁电压电、高温超导、光子非线性、庞磁电阻、磁致冷和催化等性质.在庞磁电阻材料研究中,具有钙钛矿结构的稀土掺杂锰氧化物材料是数十年来凝聚态物理研究的重要领域.由于其载流子自旋极化率接近100%,且在铁磁转变居里温度附近表现出庞磁电阻效应引起人们的广泛兴趣,而镧系稀土锰氧化物更是备受关注.研究发现,多晶锰氧化物在较低磁场下仍然能够表现出较好的低场磁电阻效应.近年来,发展前景良好的磁致冷工质材料,钙钛矿结构稀土锰氧化物的磁卡效应研究再次引起广泛关注.大部分稀土元素的磁矩都很高,有利于产生大的磁熵变,但居里温度偏低.人们普遍认为,利用掺杂使锰氧化物的居里温度接近理想值,同时又保持其具有大的磁熵变这一特点,有可能取得新的突破.     

负折射率材料及其在THz频段的应用研究

负折射率材料是一种重要的新型人工合成材料,其主要特征是介电常数和磁导率都小于零,本文介绍了负折射率材料的物理机理及其在微波波段基础研究的最新进展,并对在THz频段的研究前景进行了分析。     

左手材料的性质及研究动态

左手材料(也被称为负折射率材料)最早由前苏联科学家Veselago在20世纪60年代从理论上提出来的,是一种具有介电常数和磁导率同时为负值的材料,它具有诸如负相位速度,负折射率,理想成像,逆Doppler频移及反常的Cerenkon辐射等多种奇异的物理现象.本文主要论述左手材料的性质并分析左手材料全新应用前景,简要介绍左手材料近年来的研究动态及发展前景.     

多层圆柱形磁屏体磁屏蔽特性研究

根据高磁导率铁材料和高电导率材料的电磁屏蔽特性,将铜绕组缠绕在铁芯上,圆柱形屏蔽体壳放入由铜绕组产生的均匀磁场中,利用三维有限元法对圆柱形屏蔽体壳的磁屏蔽特性进行了研究.分析磁屏蔽体厚度、屏蔽体的层数和激励频率对磁屏蔽效能的影响,以解决采用高磁导率材料和高电导率材料等不同磁屏蔽材料磁屏蔽体的最佳磁屏蔽方案问题.探索提高磁屏蔽效率的新技术,对电磁兼容问题的解决具有重要理论和实际意义.     

超磁致伸缩超声换能器设计分析

基于超磁致伸缩材料设计了一种超声换能器,推导了超声振子的频率方程,并且用ANSYS有限元软件对换能器的关键部件进行了动力学分析,得到了关键部件的模态和谐响应特性,验证了设计方法的可行性.对振动系统进行了静态磁场和谐波磁场分析,结果表明:增加磁回路中导磁材料的磁导率可以增加超磁致伸缩棒的轴向磁场强度和磁场均匀度,但当材料的相对磁导率大于1 000时,轴向磁场强度和磁场均匀度的增加幅度逐渐趋于平衡;在高频激励下,超磁致伸缩棒呈现出了严重的电涡流效应,严重限制了其驱动性能,必须对超磁致伸缩棒进行处理.     

Single-negative properties of Ba2Co1.8Cu0.2Fe12O22 and Ba3Co2Fe23.4Zn0.6O41 hexagonal ferrites

The electromagnetic properties of Ba₂Co_1.8Cu_0.2Fe₁₂O₂₂ (Co₂Y) and Ba₃Co₂Fe_23.4Zn_0.6O₄₁ (Co₂Z) were studied by measuring microwave scattering parameters. In the transmission spectra of Ba₂Co_1.8Cu_0.2Fe₁₂O₂₂, a forbidden band emerges due to ferromagnetic resonance, and the permeability will turn to negative in the vicinity of the ferromagnetic resonance frequency. In the complex permittivity spectra of Ba₃Co₂Fe_23.4Zn_0.6O₄₁, the negative permittivity can be obtained due to dielectric resonance. Therefore, Co₂Y and Co₂Z can be used to construct left-handed materials possessing negative permeability and negative permittivity simultaneously.     

Isotropic negative permeability composite based on Mie resonance of the BST-MgO dielectric medium

Isotropic negative permeability composite, composed of BST-MgO dielectric cubes with high permittivity dispersed in the Teflon substrate with low permittivity, was designed and fabricated based on Mie resonance and the effective medium theory. Measurements and simulations showed that the dielectric composite exhibited a strong sub-wavelength magnetic resonance at the first Mie resonance and possessed isotropic negative permeability, which resulted from the displacement current excited in the cubes. The dielectric particle was equivalent to a magnetic dipole at the magnetic resonance, which could be adjusted by the size and permittivity of the particles. It may provide a convenient method to design isotropic metamaterials and invisible cloak at infrared and visible frequencies.     

负介电常数材料与负磁导率材料双层共轭结构的共振隧穿

利用转移矩阵方法,研究了负介电常数材料和负磁导率材料组成的双层共轭结构的共振隧穿问题.结果表明,当具有色散的负介电常数材料和负磁导率材料排列在一起组成共轭结构时,在频率满足某个特定条件下,电磁场能量局域在界面上的模式将会演变为共振隧穿模,导致共振透射的发生,这种现象不随入射角和入射波的偏振状态而变化.同时得到了共振隧穿模的品质因子随材料厚度的增加而增加,材料含弱吸收时的结果相同。     

磁性介质表面电磁波特征

根据电与磁的对称性,类比于表面等离子体(SPPs)的性质,本文研究了磁性材料与介质界面的表面电磁波特征.我们称这种表面电磁波为磁表面等离子体(MSPP).本文推导了磁表面等离子体的波矢,并分析了MSPP的波长、传播距离以及穿透深度随磁性材料磁导率的变化,整理了单界面处MSPP在微波波段下的性质.     

低频弱磁场下180°畴壁位移引起的磁损耗

在低频弱磁场下,铁磁性材料中由于畴壁的振动使周围磁通量改变,从而在材料内部形成微观涡流,导致损耗,这种因畴壁位移引起的微观涡流损耗对金属铁磁材料尤其突出,甚至超过通常意义下的涡流损耗。     

钢结构磁性无损检测理论与应用研究

当钢材等铁磁材料受到外部荷载作用时,在它的内部将产生内力,即产生应力σ,从而使铁磁材料磁化时的磁导率发生相应变化。本文根据铁磁材料的这一独特性能,针对大跨钢结构等缺陷敏感结构的主要受力和变形特点,利用磁化的应力敏感性,研究并提出了一种铁磁构件在简单应力状态下的磁导率变化与其应力变化关系的数学模型,得出了构件应力与其磁导率之间的线性相关关系,建立了大跨钢结构等缺陷敏感结构安全状况磁性无损检测的基本理论和工程应用方法,为保证这类结构的安全性提供了一定的依据。     

离子代换对Li—Mg—Ti—Zn系铁氧体磁性的影响

本文研究了离子代换对Li-Mg-Ti-Zn系铁氧体磁性(例如饱和磁化强度,磁晶各向异性、退磁态微波磁导率、铁磁共振线宽、矫顽力和剩磁比等)的影响。实验结果表明:非磁性离子代换量的变化引起材料磁特性的规律性变化。根据非磁性离子代换量和磁晶各向异性的关系,对实验结果作了合理的解释。     

浅析双负材料的原理及应用

双负材料(又称左手材料)是指介电常数和磁导率均为负的材料,双负材料具有与普通材料不同的电磁特性.双负材料在实验上取得了突破性的进展,各种特性逐渐被实现,文章对双负材料的原理和应用进行了研究.     

核磁共振渗透率模型研究与应用

与常规测井相比较，核磁共振测井能够更为准确地估算储层的渗透率。本文介绍了5种利用核磁共振资料计算渗透率模型，并通过胜利油田某一地区的实验分析结果，对5种计算模型进行了优选，利用优选出的模型计算的渗透率与岩心分析渗透率数值非常接近，满足了储层测井评价的需要。