超材料与自然材料的融合 第1卷 非金属基超常电磁介质PDF电子书下载

第1章 构筑超常电磁介质的常规路线 1

1.1左手材料及其特性 1

1.2左手材料的实现 5

1.3新的结构单元的探索 8

1.4基于金属谐振单元超材料的挑战 11

参考文献 12

第2章 基于陶瓷颗粒电磁谐振单元的介质基超材料 18

2.1基于Mie谐振的有效电磁参数理论分析与模拟 18

2.1.1Lewin模型 18

2.1.2理论计算 19

2.1.3数值模拟 22

2.2陶瓷颗粒超材料样品的设计与制备 24

2.2.1样品设计 24

2.2.2陶瓷颗粒样品的制备及表征 25

2.2.3陶瓷超材料样品的组装 27

2.3测试结果 28

2.4各向同性负有效磁导率超材料 29

2.4.1模拟场分布验证 29

2.4.2色散计算验证 31

2.4.3左手透射通带实验验证 32

2.5介质人工分子——陶瓷颗粒间的相互作用 35

2.5.1电磁波电场方向的电磁相互作用 36

2.5.2电磁波磁场方向的电磁相互作用 41

2.5.3电磁波传播方向的电磁相互作用 46

2.5.4立方晶格常数a的影响 51

2.6小结 60

参考文献 61

第3章 基于铁氧体铁磁共振的超材料 62

3.1基本思路与原理 62

3.1.1磁矩进动的物理过程 63

3.1.2无限大旋磁介质在静磁场和交变磁场共同作用下的磁导率 64

3.1.3平面波在无限大旋磁介质中的传播 66

3.1.4铁磁共振的高频行为 71

3.2铁氧体片/金属线复合左手材料的构造与电磁传输 78

3.2.1研究方法 79

3.2.2单独铁氧体片的电磁传输特性 81

3.2.3YIG片/金属线（柱）复合结构左手传输特性的实验与模拟 85

3.2.4基于YIG片/金属线复合的非互易左手传输的实验与模拟 94

3.3铁氧体棒/金属线复合左手材料的构造与电磁传输 98

3.3.1YIG棒阵列的电磁传输特性 99

3.3.2YIG棒/金属线复合结构左手传输特性的实验与模拟 109

3.3.3YIG棒/金属线之间的电磁耦合 112

3.3.4具有低损耗的铁氧体壳/金属线芯结构单元的左手材料 121

3.3.5YIG方块/金属线复合结构的构造及其左手传输 125

3.3.6S波段下YIG片（棒）/金属线复合结构的左手传输 129

3.3.7垂直波导窄边加场YIG/金属线复合结构的左手传输 133

3.4铁氧体/电介质复合全介质左手材料 139

3.4.1高介电常数电介质电共振理论 139

3.4.2SRR/BST棒复合介质的左手传输 140

3.4.3YIG棒/BST棒复合介质的左手传输 143

3.5铁氧体/金属线复合左手材料的负折射表征 146

3.5.1实验原理与背景 146

3.5.2实验装置及检验 149

3.5.3实验结果与分析 152

3.6小结 157

参考文献 159

第4章 基于极性晶格振动的本征超常电磁介质 161

4.1极性晶格振动实现超常介电响应的机制与原理 161

4.1.1极性晶格振动与介电谐振 161

4.1.2横模频率对超常介电特性的影响 164

4.1.3阻尼系数对超常介电特性的影响 164

4.1.4静态介电常数对超常介电特性的影响 165

4.1.5高频介电常数对超常介电特性的影响 165

4.1.6元素电负性对超常介电特性的影响 166

4.2介电常数成分可调的红外超常电介质 167

4.2.1材料体系确定 168

4.2.2实验样品准备与表征 168

4.2.3测试方法 169

4.2.4实验结果 171

4.3红外波段电磁隐身斗篷设计和模拟 180

4.3.1模拟方法 181

4.3.2二维各向同性环形隐身斗篷设计和模拟 182

4.3.3二维地毯式隐身斗篷设计和模拟 189

4.4红外全介质左手材料设计和模拟 198

4.4.1红外全介质左手材料 199

4.4.2电、磁单元间耦合效应对左手特性影响 205

4.4.3全介质左手材料折射行为研究 211

4.5基于晶格振动的强各向异性介质及其负折射特性 213

4.5.1强各向异性材料实现负折射的基本原理 214

4.5.2样品准备、测试方法和模拟手段 218

4.5.3基于极性晶格振动的强介电各向介质 219

4.6小结 225

参考文献 227

第5章 基于电子共振跃迁的光频超常电磁响应 230

5.1稀土掺杂晶体的电子跃迁行为 230

5.2电偶极跃迁型超常介电响应 231

5.2.1电偶极跃迁的物理模型 231

5.2.2稀土掺杂晶体的介电响应 234

5.3磁偶极跃迁型超常磁响应 237

5.3.1磁偶极跃迁的物理模型 237

5.3.2稀土掺杂晶体的磁响应 238

5.4负折射行为与左手通带 240

5.5小结 241

参考文献 242

第6章 基于层状化合物的天然非正定介质 244

6.1非正定介质 244

6.1.1非正定介质及其电磁参数 244

6.1.2非正定介质的特性 245

6.1.3非正定介质的应用 248

6.2单晶石墨的非正定介电性质及负折射行为 250

6.2.1石墨介电性能 251

6.2.2基于椭偏法的单轴各向异性晶体介电常数测试理论 253

6.2.3石墨的介电测试 257

6.2.4石墨的负折射行为测试 260

6.2.5石墨负折射的模拟结果 263

6.3其他层状化合物中的非正定介质 266

6.3.1MgB2材料的非正定介电性质及负折射行为 267

6.3.2铜基超导材料中的非正定介电性质 271

6.3.3锶钌氧RP相系列材料的非正定介电性质 280

6.3.4本征非正定介质分类 285

6.4小结 287

参考文献 288

第7章 思考与展望 291

7.1关于超材料意义的再思考 291

7.2非金属基超常介质的应用前景 293

参考文献 296