Vật liệu biến hóa có khả năng điều khiển cơ học cho hấp thụ đa băng tần

Chỉ số đề mục

Lĩnh vực nghiên cứu

Vật liệu tiên tiến

Dạng tài liệu

BB

Tác giả

Dương Thị Hà, Bùi Xuân Khuyến, Bùi Sơn Tùng, Phạm Thanh Sơn, Vũ Thị Hồng Hạnh⁽¹⁾, Trịnh Thị Giang, Nguyễn Thanh Tùng, Vũ Đình Lãm⁽²⁾

Nhan đề

Vật liệu biến hóa có khả năng điều khiển cơ học cho hấp thụ đa băng tần

Nhan đề tiếng anh

Mechanically-tunable metamaterial for multi-band absorption

Nguồn trích

Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên

Năm xuất bản

2023

Số

14

Trang

142 - 151

ISSN

1859-2171

Từ khóa

Vật liệu biến hóa đàn hồi, Hấp thụ, Sóng điện từ, Điều khiển cơ học, Hấp thụ đa băng tần, Vùng THz

Từ khóa tiếng anh

Metamaterial perfect absorber, Mechanically-tunable, Multi-band absorption, THz region, Flexible metamaterial

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã đề xuất một vật liệu biến hóa hấp thụ tuyệt đối sóng điện từ có thể điều khiển bằng tác động cơ học bằng cách sử dụng mực nano bạc in lên trên đế polyimide đàn hồi. Ở cấu hình phẳng, cấu trúc đề xuất hoạt động như một vật liệu biến hóa hấp thụ một băng tần với một đỉnh hấp thụ tại tần số 3,7 GHz và độ hấp thụ đạt tới 99,9%. Dưới tác động cơ học, cấu trúc được uốn cong và bọc lên trên một bề mặt hình trụ. Ở cấu hình này, đỉnh hấp thụ tại tần số 3,7 GHz vẫn được duy trì tốt trong khi có những đỉnh hấp thụ mới xuất hiện ở vùng tần số cao hơn. Khi bán kính uốn thay đổi từ 400 mm đến 200 mm, cấu trúc đề xuất có tính năng chuyển đổi được giữa chế độ hấp thụ một băng tần và hấp thụ ba băng tần. Ngoài ra, vật liệu biến hóa hấp thụ tuyệt đối sóng điện từ được thiết kế thể hiện đặc tính không nhạy với sự phân cực của sóng tới và ổn định đối với góc tới lên tới 50 độ. Hơn nữa, đối với cả trạng thái phẳng và trạng thái cong, cơ chế hấp thụ được giải thích bằng sự phối hợp trở kháng và phân bố dòng điện bề mặt. Cuối cùng, thiết kế của vật liệu biến hóa hấp thụ tuyệt đối sóng điện từ được thu nhỏ lại để hoạt động ở vùng THz, đồng thời vẫn thể hiện khả năng điều chỉnh hiệu quả giữa chế độ hấp thụ một băng tần và hai băng tần thông qua tác động cơ học.

Tóm tắt tiếng anh

In this work, we proposed a mechanically-tunable metamaterial perfect absorber by exploiting a pasted nano silver ink on flexible polyimide substrate. At flat configuration, the proposed structure is acted as a single band metamaterial absorber in which a resonance peak induced at 3.7 GHz with an absorptivity of 99.9%. Under mechanical deformation, our structure is bent and wrapped on to a cylindrical surface. At this configuration, the high absorption feature at 3.7 GHz is maintained well while there are new peaks appear at higher frequencies. When the bending radius changes f-rom 400 mm to 200 mm, the proposed structure can be switched between single-band and triple-band models. In addition, the designed MPA exhibits polarization-insensitive and stable with respect to the oblique incidence up to 50 degrees. Furthermore, for both flat and curved states, the absorption mechanism is explained by the perfect impedance matching and the surface current distributions. Finally, the design of the MPA is scaled down for operation in the THz region, while still demonstrating effective tunability between single-band and dual-band absorption modes through mechanical deformation.

Kí hiệu kho

TTKHCNQG, CTv 178

File toàn văn

Xem toàn văn