《磁性颗粒复合介质的电磁特性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《磁性颗粒复合介质的电磁特性（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、磁性颗粒复合介质的电磁特性中文摘要中文摘要颗粒复合介质是指颗粒状的一种或几种材料无规分布在某种基质中而形成的新型复合材料。由不同组分的材料形成颗粒复合介质后，可具有与组分物差异很大的性质，展现出丰富的物理现象。由于这种颗粒复合介质在实验上比较容易制备，对实际的应用提供了广阔的前景。理论上对这种颗粒复合介质的研究成为理论物理研究的一个热门课题，许多理论与实验学者都对这些颗粒复合介质产生了浓厚的兴趣。我们所讨论的磁性颗粒复合介质是指由金属磁性颗粒无规分散在非磁性的绝缘基质中形成的一种复合材料，这种颗粒复合介质是本文研究的重点对象，它们无规地与基质不相溶地分散在非磁绝缘基质中。本文主要以( d y
2、n a m i cE M A ) 的方法和有效媒质理论B r u g g e m a n 方程来研究了金属磁性颗粒体系中的磁谱和非磁金属颗粒在磁性颗粒体系中的磁谱及金属磁性纳米颗粒复合材料的左手特性。对于一个由具有单轴各向异性的单畴铁磁颗粒浸在非磁绝缘介质中的颗粒体系，假设所有的颗粒大小均相同，我们可以推导出单个单畴颗粒的磁化率张量，然后通过坐标交换来推导出整个体系有效磁化率张量。考虑到颗粒尺寸的影响，以及介电与磁之间相互影响，我们使用了电磁耦合的有效媒质理论( d y n a m i cE M A ) 研究了金属磁性颗粒与非磁颗粒无规混合体系中的磁谱和介电谱以及非磁金属颗粒与在磁性颗粒无规混
3、合体系中的磁谱。计算结果表明，非磁金属颗粒在磁性颗粒体系中金属性颗粒可以激发磁性颗粒在高频共振等其它性质。当颗粒的半径大小在纳米尺度范围内时，由于电磁耦合的影响很小，这时可以忽略颗粒尺寸的影响，就可以采用有效媒质理论B r u g g e m a n 方程来计算金属磁性颗粒复合体系的有效介电常数毛和有效磁导率以与频率之间的变化关系，进一步可以求出该金属磁性颗粒体系的平均坡印廷矢量瓯和波矢露与频率之间的变化关系，依据电磁场的知识可知，由于在一段频率范围内E R e ( J I ) 0 时，折射率矗= 如互为虚数。这意味着在这种材料中电磁波只能是消逝波( e v a n e s c e n tw
4、a v c $ ) ，因电磁波只能在折射率为实数的材料中传播。如果一个电磁波入射到位于第二象限中的材料上，由于这种材料中电磁波是消逝波( e v a n e s c e n tw a v e s ) , 电磁波将会全部被反射，如果这种材料足够厚，就不会有透射波。处于第四象限中的材料，其伽，i t O ，此时相速度与群速度方向相同，能流的方向与波矢方向同向，且沿着z 轴的负方向，这表明在这些频段内该金属磁性颗粒复合材料表现出右手材料的特性一R 玎讧。而在图中我们也发现有一段范围( O 1 O 的频率范围与磁性颗粒本身的材料性质密切相关。当材料性质发生变化时，具有左手特性的频率范围将发生变化。在给
5、定磁性颗粒的有效各向异性常数= 0 A ，当磁阻尼系数盯变化时，体系具有左手特性的频率范围由图三给出。我们可以看出，当磁阻尼系数口交大时，体系具有左手性的频宽变窄，且随着口的增大会逐渐消失。因此具有大的磁阻尼系数不利于体系产生双负的有效磁导率和介电常数。O 们0 0 20 0 3 仉0 0 40 0 5图三磁阻尼系数口与频率旦之间的关系 仉n饥n仉m仉仉m磁性颗粒复合介质的电磁特性第三章金属磁性纳米颗粒复合材料的左手特性3 3 结论我们研究的是单轴各向异性的单畴铁磁颗粒组成的复合体系，通过有效媒质理论B r u g g e m a n 方程算出金属磁性颗粒复合体系的有效介电常数& 和有效磁导率
6、肛与频率之间的变化关系，进一步可以求出该金属磁性颗粒体系的平均坡印廷矢量瓯和波矢量与频率之间的变化关系，依据电磁场的知识可知，由于在一段频率范围内瓦- R e ( k ) 0 ，所以相速度与群速度的方向相反，能流与波矢的方向也是相反的，因而此金属磁性颗粒复合材料在这一频率范围内呈现出左手特性。我们发现，当金属磁性颗粒的磁阻尼系数较小时，体系在磁共振频率段附近出现双负的有效磁导率和介电常数，当磁阻尼系数较大时，磁共振现象减弱，有效磁导率不出现负值，从而导致体系在整个频率段内都不会出现左手特性。磁性颗粒复合介质的电磁特性第三章金属磁性纳米颗粒复台材料的左手特性参考文献 1 V e s e l a
7、g oVG ，S o v i e tP h y s i c s ，1 9 6 8 ，1 0 ( 1 9 6 8 ) 2 C h u iS , N e w a r k ：U n i v e r s i t yo f D e l a w a r e , ( u n p u b l i s h e dr e - p o r t ) 3 C h u iST , H uL i a n b i n ，P h y sR e vB ，6 5 ，1 4 4 4 0 7 ( 2 0 0 2 ) 4 P o k r o v s k yAK , E f r o sAL ，P h y s R e vL e f t ，8
8、 9 ，0 9 3 9 0 1 ( 2 0 0 2 )【5 P a r a z z o l iCG , G r e g o rRB ，L iI L e ta 1 ，P h y sR e vL e t t ，9 0 ，1 0 7 4 0 1 ( 2 0 0 3 )【6 M a k k o sPa n dS o u k o u l i sCM ，P h y sR e vB ，6 5 ，0 3 3 4 0 1 - ( 2 0 0 1 )【7 C a l o zC ，C h a n g C - C ，JA p p lP h y s ，9 0 ，5 4 8 3 ( 2 0 0 1 )【8 Z H O U
9、J i a n - h u a , J o u r a lo f S u z h o uU n i v 黜s i t y ( N a t u r a lS c i e n c eE d i t i o n ) ，1 8 ，6 5 ( 2 0 0 2 ) 9 B r u g g e m a nD AGD i e l e c t r i cC o n s t a n ta n dC o n d u c t i v i t yo f M i x t u r 髓o f I s o t r o p i e岛M a t e r i a l s 1 9 3 5A n n P h y s ，2 46 3 6
10、- 7 9 4 0磁性颗粒复合介质的电磁特性硕士期问论文发表情况硕士期间论文发表情况H uZ h e n - y e , “ L e f t - H a n d e dC k 峭删s t i co fM e t a l l i cM a g n e t i cN a n o s e 斌eG r a n u l a rC o m p o s i t e s “ ，苏州大学学报( 自然科学版) , 2 0 0 7 ，V e i ：2 3 ，N o ：2 4 1磁性颗粒复台介质的电磁特性致谢致谢值此将要毕业之际，我要特别感谢我的导师许晨副教授。非常感谢他在生活中给予我的大力帮助，使我能够顺利地完成学
11、业。更要感谢他在科研中给予我的精心指导，使我的科研工作能够不断地深入下去，是他的言传身教使我学会了如何进行科研。导师渊博的知识、严谨的治学风范、敏锐的观察力、开阔的眼界及博大的胸怀都令我敬佩至深。在此，我衷心地祝愿他身体健康、工作愉快、合家欢乐!在此，我还要感谢李振亚教授。在他的带领下，3 0 1 实验室形成了非常浓厚的学术气氛。能够在这样的学术气氛下熏陶三年是我的运气，也将是我一生中巨大的财富。我衷心地祝福他健康长寿、生活愉快!同时，我还要感谢蒋青教授、高雷教授、孙华副教授，他们孜孜不倦的教导和深切的关心将时刻鼓舞、激励我，让我受益终生。感谢姚东来博士、蔡田怡博士、周丽萍博士、笪海霞博士、伍
12、建春博士、须萍博士、桑芝芳博士等在专业方面给予的帮助和有益的讨论。感谢我的同学蒋磊、史丽弘、郁晓萍、戴璐、陆秋龙、丁建明、夏强胜、汤康君等。感谢他们在计算机和专业等方而给予的帮助和有益的讨论，以及三年来建立的深厚友谊。感谢我的家人对我的理解和支持，感谢他们在物质和精神上的支持和无私的爱，他们是我顺利完成学业的动力和基础。最后，再次感谢所有关心和帮助过我的领导、老师、朋友、同学、亲戚。4 26WnsK28XmkxMfhGj477Rl2qY0jqOHEp3gbqa5dh2zKF7oewQ4qexPpQ9jn2RzXXtTtP7POyaR5Ph6bKYC4Exl22xCBGwq8vfgIvY5BDT
13、dU3qjff0NEzu7yzbfQ3foeqDh15sOk1LyxfDHU8vpbWTzCOPMewA9RX0iD4wj4DgXfTilIGDsST4f2CAXaETEiNRhWkhx7c1xMUhT8uNvfbpwjcDrU4fknry8nnJkkn3VWIPdUwANZFJoVQGl7FQTswU89iO2zbnk7izlufhRR1Dnnf1jEpdK8CxiB2kC6M8UZsuVAbykInVy7r9gQu8VsbMmRs5yHVEMpGiHMAzSbm0xy7ZQ3Gziw5mQtdNRinKvO2AVAwj6QBqaupohh9x2YSeGleAqOvrwWflIrG2i6fi
14、bWyLzLtwyeovRRZxBhSLDSDUiOIOMbFJMlQXz8JgC4fSzFFne2PLdoNCwXbGO35VT5Js7k0X37UgH7XJ9V4tsSqsEQ5k5gJB1oILHBH4Ovt0kFI4dh9m3R1R6dqXYMYMZU74AkfNawtUTQAI4LXEdiK8X3U2ba8H5DSMxWJYsB0pE989F19HNGuEE8ekJEgLXKebBsOp6gKzP1zi7hhaxoDBIqrWMIVzlyFOKJmXWRsPms86BpEwMCSKvHKydsjRoYcA391vnRwCf9yyQ36RwNzwzFtXOuXzK6cgFDfmJqgd
15、EEd0wpW6BfAertRJkZaxlAKwYk1J4OpRAJOIGDml002aCSgqyJIyOdzrRJKgSyH2G8s6rYJNUXYuJt2JxnRkU8b1Zb2WdVgXsNgdkvo2GSKVLnUFMgY1IFY04ZblxD1RFWMvi8He56wyOXOMexE0kil9qB7V0LEqGEeOr42uT4rYqGa3rBfPxG8Hh5Z7qpdo8yVuF3kHFCb8KF7nDjjhzD0QJuIFD0vc7JHlzr4X70wja6MgE1WMhCI565N0qZ0NX3xnxGwvHYTNVwR1n2zdMDEegIty4hj86QJwPSuM4JUH
16、BOWnICoeJYC5iXyyzs0V3ySk7ijdr8MLJUMjSCHysSaisqMcOhWuDQMfaxo2H5DaNHWKstdqRjtYymgo2WkMRI8cbNJ2PqdmwINEhqSx3oY84uREhxKRTlEi6JiOSm10aBcB52KNFDQwWGSLLlDupS4GVIJvRwa56eYTBGxE34Ttyix0B1CffNL7b9I5DemsnvtquYaQPp66AkkQrAj9WcGToHZp5gd9KDbceF1DwfybozVdEuSrwvaMriEetZykZgLeetCnvhwkUc5JLYies9zfAi2aj124yoFf9TEQCaRKOyblCHvpAEXfACa9Z3aNHVcNU3WpAYDNz08yNAqLSrsDCWLMZywhoj8G1ex7EyV4oy5Dt9FO2XHQWLBBlJ38U6PIm6ssJGYtFEIW8BWuvSZY9sgTOvg8jNqc4tsLivpKmMbhRW
