声学超材料与超表面研究进展

声学超材料是一种人工设计结构的材料,具有超越自然界材料行为的特性,如负折射、反常多普勒效应、平面聚焦等.本文主要介绍了声学超材料近二十年来的相关研究进展,重点论述了超原子声学超材料、超分子声学超材料、超原子簇和超分子簇声学超材料.最后简要介绍了近五年来声学超表面的研究概况和发展趋势.     

金纳米流体的电场可调光学性质

利用多次还原法制备了不同粒径的金纳米颗粒,SEM和粒度分析表明其平均粒径分别为11 nm,35 nm和58 nm.进一步通过表面活性剂辅助的液相转移法制备出不同粒径的油基金纳米流体,测试了金纳米流体在电场作用下的光学性质.结果表明金纳米流体在电场作用下表现出明显的双折射现象,且随电场强度的变化双折射具有可调节性.金颗粒粒径和浓度对折射率有明显影响,在实验采用的浓度范围内,折射率随金颗粒浓度和粒径的增加而减小.最后,利用电流变液结构转变机理对金纳米流体的电致双折射进行了分析. 关键词： 纳米流体 双折射 电流变液     

电流变液电磁波散射理论研究

本文以近代电磁理论为基础，研究电流变液中电磁波散射性质。引入局域结构因子、盲点、正比点的概念，用局域结构因子描述电流变液微观粒子的分布。讨论了随外加电场增大时结构和介电常数对散射的影响。结果表明：在空间存在电磁波散射能量极小值，此类点存在的空间位置不定；随外加电场增加，盲点存在的几率变大而正比点存在的几率变小。     

二维负磁导率材料中的缺陷效应

研究了以金属铜六边形开口谐振环为基元的二维负磁导率材料的缺陷效应.利用电路板刻蚀 技术制备了二维负磁导率材料样品.采用波导法测量了点缺陷和线缺陷对二维负磁导率材料X 波段(8—12GHz)微波透射行为的影响.实验发现，无缺陷的二维负磁导率材料样品存在一个 谐振频率，在稍大于该谐振频率的极窄区域内表现为负磁导率.点缺陷和线缺陷SRR的引入导 致材料主谐振峰的强度下降、谐振频率发生移动，品质因数Q显著下降.缺陷的存在破坏 了材料的周期性结构，从而引起其谐振峰的谐振强度和谐振频率发生变化.缺陷效应的研究 不 关键词： 负磁导率 缺陷效应 开口谐振环     

一维负磁导率材料中的缺陷效应

理论和实验已经表明，金属开口谐振环（split ring resonators,简称SRR）可以实现材料的有效磁导率μeff在某一频率范围内为负.采用波导法实验研究了不同几何尺寸的六边形SRR在X波段微波作用下的近邻相互作用.实验发现，相同尺寸的六边形SRR周期性排列而成的一维负磁导率材料存在一个谐振频率；当缺陷谐振环引入一维负磁导率材料时，主谐振频率和缺陷环谐振频率同时发生移动；主谐振频率和缺陷环谐振频率的移动量随缺陷与双环谐振频率之差的增加而减小，当缺陷环谐振频率与双环谐振频率接近时，环间的相互作用增强，频率的移动量增大. 关键词： 负磁导率 缺陷效应 开口谐振环     

电场诱导的微乳液旋光及其可调节行为

通过实验发现在外电场作用下微乳液不仅具有旋光效应, 而且随电场强度改变可调控旋光角大小. 用微乳液法制备了不同含水量的油包水微乳液样品, 并利用自动旋光仪对样品随外加电场强度E和入射线偏振光振动方向与电场方向间夹角θ变化的旋光行为进行了测量. 实验表明, 电场强度E, 浓度C及θ 3个量全不为零时, 微乳液出现旋光效应; 对于一定浓度的微乳液, 旋光角Ψ 随E增大而增大; 同一电场强度作用下, 旋光角Ψ 随浓度C先增大后减小且存在一个浓度最佳值C₀, 此时Ψ 取极大值; 在浓度C与场强E一定的情况下, 旋光角Ψ 还随入射光的电矢量振动方向与电场方向间夹角θ而变化. 由电场作用下液滴空间对称破缺导致各向异性定性解释了实验现象.     

缺陷对左手材料负折射的调控行为

采用电路板刻蚀技术制备左手材料样品，由劈尖法分别研究了无缺陷和引入缺陷时左手材料的负折射特性.实验结果表明，引入两种点缺陷材料与无缺陷材料的功率峰值之比分别为1.035和1.256，且负折射率的绝对值分别增大了9.6%和19.6%；引入空位缺陷材料与无缺陷材料的功率峰值之比最大为1.973，最小为0.364，负折射率的绝对值最大增大了68.3%，最小增大了9.6%.缺陷的存在改变了左手材料周期性结构，形成新的电磁谐振条件，使其负折射率和功率峰值发生了变化，实现了对左手材料负折射率的调控. 关键词： 左手材料 负折射 缺陷     

蒙脱土/二氧化钛复合颗粒电流变液材料的制备及其性能

利用溶胶-凝胶法制备了一种新型的蒙脱土/二氧化钛(MMT/TiO_2)复合电流变 颗粒材料，FT-IR，XRD，SEM分析表明TiO_2以纳米晶的形态包覆于蒙脱土表面。电 流变性能测试表明，MMT/TiO_2复合颗粒的电流变效应比纯蒙脱土电流变液有显著 提高，当颗粒体积分数为25%，直流电场强度为3kV/mm时，TiO_2质量分数为22.7% 的MMT/TiO_2复合颗粒电流变液的静态屈服应力达8.3kPa，此值约为纯蒙脱土电流 变液的4倍。同时发现TiO_2包覆量对电流变效应有重要影响。     

外电场与微波交互作用下 BaTiO3 电流变液的透射特征

分别考虑了微波传播方向与电流变液颗粒链相垂直和平行的情况,对BaTiO3电流变液微波透射行为进行了实验研究.发现BaTiO3电流变液微波透射率可由外电场调控.在垂直的情形,当流体浓度较低时,透射率随电场强度增加而减小,并且随浓度增加电场调节微波透射率的变化幅度增加.浓度超过一定值时,透射率随电场出现由减小向增加的改变,存在透射率的极小点.在平行的情形,发现透射率随电场强度增加而减小.另外透射率随电场强度变化具有延时性,对于给定浓度的情形,电场强度增加延时性明显减小.     

柔性基底红外波段左手材料制备及光学特性

采用平板电极化学电沉积的方法,通过调节实验参量,在柔性ITO导电薄膜基底上制备了尺度与红外波长匹配、结构单元大小不等、排列无序的银树枝状结构.通过调节聚乙二醇-20000浓度可以很好地调控银树枝状结构单元的形貌和尺寸,研究发现,在一定范围内增加电解液中的聚乙二醇-20000浓度,可在基底上形成分布较密、分枝较细、分枝级数较高的银树枝状结构单元.通过在银树枝状结构表面涂覆一定厚度的聚乙烯醇作为绝缘层,组装成了柔性“三明治”结构复合材料,测试得到样品在红外波段的多通带透射谱,平板聚焦实验进一步验证了样品的左手效应.