金属膜介电性能调控研究

微米级粉体吸收剂性能指标已经达到理论极限,纳米结构金属薄膜由于具有更高的磁导率有望成为一种新型的微波吸收材料,但目前受限于界面匹配性能,必须控制其介电常数使其适合界面匹配.本文主要讨论金属薄膜的介电机制以及对其介电常数调控的可能性.基于重整化有效媒质理论的计算结果表明,可以通过相应技术途径使连续金属膜变成不连续,并控制不连续金属膜单元尺寸,当单元尺寸处于微米量级范围内时,金属膜的有效介电常数可以降到微波可匹配范围内.     

各向异性媒质中三维涡流场的等效源法

提出计算各向异性媒质中三维涡流场的等效源法。该法是将各向异性媒质中涡流场问题转化为附加等效源的各向同性媒质中涡流场问题。还提出实现等效源法的迭代算法，该算法是用通常的求解各向同性媒质中涡流场的方法（如有限元法、边界元法、模拟源法等）迭代计算附加等效源的各向同性媒质中涡流场。文中还给出了等效源迭代算法的收敛条件。由于每次迭代都可以利用计算各向同性场的中间结果，所以迭代计算所需的机时不多。文中给出了计算实例。     

金属磁性纳米颗粒复合材料的左手特性

研究了具有单轴各向异性的单畴铁磁颗粒复合体系实现左手特性的可能性.应用LLG方程,计算了复合体系中磁性颗粒的平均磁导率,并通过有效媒质理论Bruggeman方程得到纳米磁性金属颗粒复合体系的有效介电常数eε和有效磁导率μe及其在有限频率下的响应特性,以及该磁性金属颗粒体系的波矢k和平均波印廷矢量Sω与频率之间的变化关系.当一束平面波（其波长远大于磁性颗粒尺寸）在该复合介质中传播时,我们发现在一定的频率范围内,波矢k和平均波印廷矢量Sω的矢量点积小于零,即Sω.Re（k）〈0,即在该频率范围内此磁性金属颗粒复合材料具有左手特性.     

具有组分梯度的复合体系的介电响应

利用二次均质化的近似理论,研究具有组分梯度复合膜的有效介电响应,推导梯度复合膜的有效介电常数。首先,运用Bruggman有效媒质理论,得到梯度膜的z层的等效介电常数。其次,均质化整个梯度膜,求出整个梯度膜的有效介电常数。为突出梯度效应,研究在相同总体积分数的情况下,梯度构型p（z）=a（z/w）m对梯度复合膜的有效介电常数的影响。     

Co-Al-O磁性纳米颗粒膜微波磁性研究

通过实验研究和理论计算模拟研究Co-Al-O磁性纳米颗粒膜的微波磁性.首先采用双靶反应磁控溅射工艺制备Co-Al-O磁性纳米颗粒膜,探讨工艺条件对薄膜微波磁谱的影响;然后,利用Landau-Lifshitz-Gilbert方程和Bruggeman有效媒质理论,计算模拟主要磁参量变化对磁性纳米颗粒膜磁谱的影响.研究结果表明:增大Co靶溅射功率,可使磁性颗粒间因分布电容效应引起的涡流损耗增加,从而使磁谱的共振线宽增大;阻尼系数增大导致磁导率频谱的共振线宽增人趋势与实验结果基本一致.     

电磁波测井的数值计算

电磁场的数值计算随着计算机技术的飞速发展而得到很大的促进.数值方法可以解决经典法解决不了的问题.电磁波测井是电磁波理论的一个重要的应用,当电磁波在非均匀媒质中传播时,用测井仪器测量不同位置上电场的相位差和幅度比的变化,根据这些变化曲线可以求得媒质(如地层)的介电常数∈和导电率σ.因此测井问题的计算机模拟是重要的,通过它可     

精确计算重整化N-圈传播子的新计算方法

采用核子N(反核子N-)与中性介子π0相互作用的Lorentz不变耦合模型,对N-N-圈图传播子在“动量重整化方案”中的“动量正规化”作了深入细致的分析与考证,发现可以采用“矩阵函数展开法”来替代通常采用的“传统减除法”,并由此对N-N-圈图传播子函数中的“发散量”与“有限量”作了十分简捷有效的分离,获得了“重整化有限量”的一个具有“明确计算含义”的表达式.进而,又对所获得的结果采用“大动量积分极限法”作了十分有效的计算处理,获得了可供作“严格解析计算”的一个“一维积分计算表达式”———这将为“精确计算”N-N-圈图传播子重整化有限量提供出简捷可行的有效计算途径与方法.     

Au-MgF2复合纳米颗粒薄膜有效介质理论的颗粒尺寸效应修正

在研究Au-MgF2复合纳米颗粒薄膜体系的光学行为时,Maxwell-Garnett理论及Bruggeman理论结果与实验结果之间存在一些差异,这些差异主要是由于Maxwell-Garnett理论及Bruggeman理论未考虑复合体系中金属纳米颗粒的尺寸效应。文章在考虑尺寸效应修正的基础上,得出了Maxwell-Garnett及Brugge-man理论结果;这些结果与实验值符合较好。     

表面性质对介质阻挡放电的影响

为了分析介质阻挡放电(DBD)中表面性质改变对气体放电的影响,实验研究了大气压介质阻挡放电介质表面覆盖或不覆盖金属膜时的放电特性,观测了放电丝时空演化行为. 结果表明,未覆盖金属膜的DBD是典型的丝状放电,而覆盖金属膜后DBD放电丝数目锐减而且随时间缓慢游动. 金属膜使介质表面等电位化,电荷表面自由移动使得放电空间只存在少数的放电丝;空间电场梯度减小以及局域热作用导致的自禁止效应使得放电丝在空间中连续随机运动.     

使用Z变换FDTD法计算仿真色散媒质中电磁场

在使用FDTD法计算仿真电磁波在复杂色散媒质中的传播时，由于介电参数的复杂性往往给实现带来很大的困难，因此有必要对常规的Maxwell方程做出修改，使得FDTD迭代式能更独立于媒质函数，有利于程序通用化；基于此使用Z变换法把FDTD法应用到复杂色散媒质电磁场计算中；最后给出了一维情况下的仿真图．使用上述z变换法可以简便对于色散媒质FDTD法计算和编程．     

e-(e)圈传播子重整化的有效动量正规化与计算式

在最小电磁耦合模型中,对e-(e)圈图传播子在动量重整化方案里分离有限量函数的有效方法作了深入探讨与研究,发现矩阵函数展开法比传统减除法不但能十分简捷有效地完成分离,而且获得有限量函数的一维积分计算式还可作严格解析计算.这将为研究重整化有限量函数的"精确求解"问题提供出一条切实可行的计算途径.     

e-■圈传播子重整化的有效动量正规化与计算式

在最小电磁耦合模型中,对e-■圈图传播子在动量重整化方案里分离有限量函数的有效方法作了深入探讨与研究,发现矩阵函数展开法比传统减除法不但能十分简捷有效地完成分离,而且获得有限量函数的一维积分计算式还可作严格解析计算.这将为研究重整化有限量函数的“精确求解”问题提供出一条切实可行的计算途径.     

时域有限差分法中有耗媒质的介电常数

本文提出了一种在宽频带范围内逼近有耗媒质介电常数的方法，该方法与（ＦＤ）２ＴＤ法给合非常适用有耗媒质瞬态特性的分析。文中计算了一种有耗媒质的反射系数，并与通常的ＦＤＴＤ法计算结果进行了比较，结果表明在精度方面本文方法优于通常的ＦＤＴＤ法。     

有限温度下夸克介子模型的有效势

使用最优化微扰论方法计算了夸克介子模型下的有效势。在计算过程中,展开到最优化微扰论参数的一阶,从而明显地包含了普通有效势的双圈图效应,对应于普通有效势中礹的二阶展开。但由于该方法的本质是变分方法,所以更高阶的效应隐含在有效势的表达式中,从而提高了计算的精度。同时,因零温度部分的重整化可能定性地影响相变的性质,因此我们使用改变的最小减除方案对有效势的零温部分进行了重整化。结果表明,通过最优化微扰论方法计算出的有效势,与夸克介子模型下的普通有效势一样都是可重整化的,不会出现新的复杂性。给出的展开到一阶的有效势的解析表达式可以用来进一步研究QCD的相图等物理现象。     

氮化硼光频介电常数的计算

文章采用基于第一原理的赝势平面波的方法获得六方氮化硼层状结构模型和参数;利用介质球模型计算出BN极化率;考虑到离子间距离小于离子本身半径时,就必须对洛仑兹有效电场进行修正,求得洛仑兹有效电场Ec;并结合极化率而求得氮化硼光频介电常数.此计算过程中考虑到电子云的重叠和渗透效应;最后分析不同修正因子λ对结果的影响,将所得计算结果与实际氮化硼光频介电常数进行对比,结果发现,内电场修正因子λ→0时计算结果才与实际情况接近.     

负介电常数和负磁导率微波媒质的实验

介绍等效介电常数和等效磁导率同时为负数的金属结构的特征及实验研究. 实验研究结果表明, 具有周期性排列的金属条和金属谐振环结构的人造金属媒质, 在特定的微波频率范围内, 对于具有一定偏振方向的电磁波, 其等效介电常数和等效磁导率同时为负数.     

有限长金属线结构的电磁特异材料有效媒质品质的衡量

基于广义的相干势近似,将特异材料放入背景材料中,利用格林函数的方法计算电磁特异材料体系的自能、态密度及平均自由程,并通过不断改变背景材料的介电常数εref和磁导率μref,使得态密度最大化,从而确定体系的有效媒质参量及有效媒质性质的品质.     

GaAs中电子自旋极化的浓度依赖研究

采用时间分辨圆偏振光抽运-探测光谱,研究本征GaAs中导带底附近电子初始自旋极化和自旋弛豫动力学.发现电子初始自旋极化度小于通常认为的0.5,并随光注入载流子浓度的增大而减小.假设右旋圆偏振光激发到导带的自旋取向,向上与向下电子浓度之比为13,理论计算的电子初始自旋极化度随载流子浓度变化关系与实验结果很好的符合.计算结果同时表明,带隙重整化效应对电子初始自旋极化度有较大影响,但电子初始自旋极化度小于0.5的现象并非起源于带隙重整化效应.     

声速测量实验中声压幅度极值的研究

声速测量实验中,存在接收换能器上的声压幅度极大值和极小值随两换能器之间距离的增大而衰减的现象,此种现象通常以粘滞媒质理论定性解释,然而粘滞媒质理论计算的结果与实验结果相差甚远,本文引入衍射效应,对施加到接收换能器上声压幅度极值进行理论分析及计算,得到了理论和实验较好的吻合结果.     

色散媒质中使用Z变换的FDTD法

本文将Ｚ变换理论应用到时域有限差分（ＦＤＴＤ）法中,建立了色散媒质中与频率有关的ＦＤＴＤ法的迭代公式。文中计算了高斯脉冲平面波垂直入射到一个三维Ｄｅｂｙｅ型色散球体的内场分布,并与理论分析结果进行了比较,结果表明本文方法是切实可行的,从而为色散媒质中电磁场问题的研究提供了一种简便有效的数值计算方法。