多层电介质问题的几个特例

对多层电介质问题展开了分类讨论,发现该类问题多数都可归结为最外层电介质为无限厚的情况,只需将真空和导体的相对介电常数分别视作1和∞,其结果都可纳入文献[1]。但最外两层均为无限厚或有限厚接地导体的情况则属例外。研究表明,对于最外层材料,无限厚导体与接地的有限厚导体等效。在这类情况下,利用导体中电场强度为零以及最外层导体的电势为零这两个关键条件,可解出各层介质中的电场以及各界面上的电荷面密度,发现其结果并不能纳入文献[1]。     

面向高性能摩擦纳米发电机的电介质材料

摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator, TENG)作为微纳电源或自取能传感器近年来在多领域表现出广阔的应用潜力. TENG的输出性能提升与作为摩擦起电层的电介质材料接触起电特性密切相关.本文首先介绍了TENG及其电介质摩擦起电层的相关基础理论和模型;其次,阐述了TENG电介质材料的选材、改性(表面改性、体改性)和结构设计策略,其中表面改性和体改性涉及表面粗糙度控制、官能团调控、电介质材料介电参数优化,在电介质的结构设计方面,重点介绍了电荷传输层、捕获层、阻挡层的原理及通过多层结构来提高TENG介电性能的典型方法;最后,强调了本领域发展面临的挑战和未来发展趋势,为面向高性能TENG的纳米电介质材料开发提供参考.     

原子在两个平行镜面间两层电介质板中的自发辐射率

利用光子的闭合轨道理论,我们研究了原子在两个平行镜面间两层电介质板（折射率分别为n1,n2）中的自发辐射率. 自发辐射率呈现出多周期的振荡结构。自发辐射率的傅立叶变换中的每一个峰和光子从原子出发到返回原子的一条闭合轨道相对应。结果表明自发辐射率和两层电介质的宽度和折射率有关。和只有一层电介质的辐射率比较,当两层电介质的折射率n1 和 n2 差别很小时, 两层电介质之间分界面的反射效应可以忽略;但是当二者的差别很大时,发射效应变得非常重要且自发辐射率中的振荡减弱。本文的结果为原子在不同电介质间的自发辐射率的研究提供了新的理解。     

静电场中零电势点的确定和电势的计算

在静电场中,零电势点位置的确定,对电势计算的方便与否起着致关重要的作用.下面就4种情况,简述零电势点位置的确定及相应电势的计算公式.1 点电荷电场中各点电势的计算 例1 设一带电量为Q的点电荷,放在相对电容率为εT的无限大均匀电介质中,求空间各点的电势.     

多层电磁屏蔽的电磁拓扑图分析方法

 提出了一种用于多层电磁屏蔽条件下分析系统电子器件之间相互耦合的电磁拓扑模型。将该模型与求第k最短路算法结合，得出在不同频率范围下求从源点到终点屏蔽系数小于规定值路径的算法，得到需要改进的电磁耦合路径。该算法是通过对第k最短路算法修改而得到的,不需要求最小树和时间复杂度。仿真实验证明该算法是有效的，可以用于大型复杂电子系统耦合问题的分析。     

Continuum Model for Electronic Polarization Based on a Novel Dielectric Response Function

基于连续介质模型推导了一个普适的描述电介质介电弛豫过程的响应函数. 该介电响应函数依赖于电介质的介电谱. 基于该函数推导得到了以前特殊情况下用于描述溶剂弛豫的响应函数一致的表达式.结合三种典型极性溶剂,水、甲醇和乙腈的介电谱,研究了三种溶剂在外加电场线性变化时的电子极化过程. 结果表明,溶剂的电子极化伴随着电子跃迁同步发生,没有时滞.     

三层电介质中电势和镜像势的求解

将两种电介质界面附近点电荷产生的电势和镜像势的方法做了推广,分情况进一步讨论了三层电介质结构中的电势分布、镜像力和镜像势,并运用镜像法求得了相关物理量的解析表达式。     

近红外磁表面等离激元单向波导

基于电介质-旋电介质的磁表面等离激元（SMPs）模型,从色散方程出发,理论分析了存在表面波时旋电介质介电张量和电介质介电系数的关系,以实现单向传输的SMPs。提出Ce∶YIG/Ag超构旋电材料,根据有效介电张量理论构造满足SMPs条件的旋电介质的介电张量。分析了电介质-旋电介质表面波的色散特性,利用有限元方法对电介质-超构旋电介质模型的传输特性进行了仿真计算,在施加常规磁场（0.2 T）情况下实现了工作于近红外波段的SMPs单向传输,并在该结构中引入缺陷。仿真结果表明该SMPs单向波导具有很好的鲁棒性。     

限制在疏水板中的新的六边形-四边形三层冰结构 (cited: 1)

对限制在两个光滑的疏水板间的水进行了分子动力学模拟,观察到了两种晶体结构,都满足冰规则. 在1 GPa的压强和1.0 nm的板间距下获得的新的冰相是平坦的六边形-四边形三层冰. 在此结构中,靠近板的两层(外层)中的水分子形成六边形环,中间层的水分子形成四边形环. 对于外层的水分子,其四个氢键中的三个在同一层中,另一个氢键与中间层连接. 对于中间层的水分子,四个氢键中的两个在同一层中,而另外两个氢键与两个不同的外层相连. 虽然三层的形状不同,但其面密度却接近相等. 另一种结构是在0.8 nm的板间距和100     

电介质物理及其进展

电介质是在日常生活、生产和国防建设中应用面最广、接触得最多的物质之一.若以物态来划分,在常温、常压下,它们有气态、液态和固态2;若以化学组分来划分,它们有无机和有机两大类;如以结构来划分,仅就固体而言,就有单晶(周期性晶格结构),多晶和微晶,非晶(原子的排列短程有序、长程无序),聚合物,表面和界面及低维结构等形式[1]. 理想的电介质是不导电的,因此过去习惯于把电介质称作绝缘体.但电导真正为零的物质是没有的,绝缘是相对的而且只是介电性质的一部分.在许多新型的电介质中.如铁电半导体[2]、压电半导体,生物电介质、以至金属氧化物…     

介质中极化和磁化问题的简单处理

根据电介质相对介电常量εr的物理意义,可处理电介质在静电场中的常见问题,而电位移和电极化强度这两个物理量的介绍可以与解题过程分开．类似的方法也可用来解决磁介质问题．     

用绳拉船靠岸的船速问题

讨论了用绳拉船靠岸的速度，介绍和比较了两种求解方法：微分求导数和速度合成与分解法，提供并较详细分析了第三种求解方法：作功和能量方法，阐述了第四种求解方法：几何学方法，提出了两个值得认真思考和讨论的问题     

用绳拉船靠岸的船速问题

讨论了用绳拉船靠岸的速度,介绍和比较了两种求解方法,微分求导数和速度合成与分解法,提供并较详细分析了第三种求解方法,作功和能量方法,阐述了第四种求解方法;几何学方法,提出了两个值得认真思考和讨论的问题。     

Analytical Dielectric Spectrum Formula Based on Representative Frequencies

基于电介质复折射率的实验数据,采用最小二乘法结合选取的代表频率拟合得到了电介质的介电谱解析表达式,可以得到电介质在全频段的光频常数和介电常数. 研究了三个典型液态电介质,水、乙醇和甲苯的介电谱. 在实验数据可以获取的频率范围内,采用解析表达式得到的光频常数与采用Kramers-Kronig转换得到的折射率实部和实验得到的折射率虚部吻合得很好. 基于介电谱解析表达式可以预测目前实验无法测量的区域的介电谱.     

基于遗传算法优化光栅辐射特性

光栅是一种应用非常广泛的光学元件。通过优化结构尺寸的方法可以获得同样材料光栅的不同辐射特性。本文以一维微结构金属电介质光栅为例,以8~12μm作为目标波段,通过严格耦合波分析与遗传算法相结合的方法对单组金属电介质光栅和双组金属电介质光栅的结构尺寸和光学常数进行双重优化,找到了硅作为电介质材料时的最优结构尺寸和该结构尺寸下电介质材料的最优光学常数。通过该方法,可以用来调控所有目标波段下的辐射特性,为进一步提高一维微结构光栅辐射特性提供了新的途径。     

三层电介质的镜像势

讨论了三层电介质结构中不同位置的点电荷产生的电势分布、镜像力和镜像势,并运用镜像法求得了相关物理量的解析表达式.     

基于电偶极子模型的电介质极化过程分析

通过建立电偶极子模型,以电介质分子内是否存在电偶极矩为依据,将电介质进行分类,并深入分析这两种电介质的微观极化机理。这有利于促进学生对通过建立模型的方法理解物理过程和物理原理。     

电介质介电系数εr的测量

[引言] 电介质的介电系数ε_r是反映电介质性质的一个重要参数,它不仅是电磁学中一个极其重要的物理量,而且在工程技术中也常常被用来表明各种电介质的电性质。如何测定电介质的介电系数,应该成为电磁学实验的重要内容之一。本文介绍了电桥法和频率法测定液体和固体电介质介电系数的原理、实验方法与实验结果。通过这个实验,不仅可使学生掌握固体、液体电介质介电系数的测量原理和方法,而且可使学生学到万用电桥、频率计的使用技能。     

基于辅助电介质层的棱镜表面等离子体共振效应研究

研究了一种基于棱镜基底-辅助电介质层-金膜-待测介质四层结构的表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)效应激励模型.采用薄膜光学与波导理论,探索了由辅助电介质层与金膜复合而成共振薄膜对SPR效应的激励机理与调制特性.借助时域有限差分方法,数值模拟得到辅助电介质层属性与共振能量传输特性关系.在此基础上,构建了波长调制型棱镜辅助电介质层结构SPR激励系统.研究结果表明,当待测介质折射率相同时,相较基于棱镜基底-金膜-待测介质三层结构的Kretschmann激励模型,辅助电介质层激励模型共振光谱整体向长波方向偏移且半波宽度出现显著展宽效应.而当待测介质折射率增大时,辅助电介质层型激励模型的共振光谱不仅会向长波方向偏移,而且折射率响应灵敏度比棱镜Kretschmann三层激励模型高出75%.因此该模型能够为诸如高灵敏度检测、新型光学滤波与调制器件设计等领域的研究应用提供理论与实践储备.     

一种用于红外目标信号接收的稳健匹配滤波算法

针对远距离红外探测目标信号的不确定性问题,提出一种稳健的红外信号匹配滤波新算法.定性分析了红外探测目标的有用信号谱畸变来源,基于巴什瓦定理建立了目标信号的不确定谱模型,并分析了信号谱畸变的相关因子.利用极大极小方法构建稳健匹配滤波的信噪比输出鞍点解,并基于内层极大和外层极小的二层遗传优化算法求解鞍点解和最不利信号频谱,...