Advances in Complex Electromagnetic Materials (NATO Science Partnership Sub-Series pdf epub mobi txt 電子書下載在線閱讀 2026

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出版者:Springer

作者:Priou, A.; Priou, A.; Sihvola, Ari

出品人:

頁數:412

译者:

出版時間:1997-3-31

價格:USD 299.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780792345039

叢書系列:

圖書標籤:

Electromagnetic Materials
Complex Materials
NATO Science
Electromagnetism
Physics
Materials Science
Applied Physics
Engineering
Nanomaterials
Metamaterials

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具體描述

Recent advances in our understanding of complex composite media, especially chiral media for microwave applications, suggest the feasibility of creating novel materials with unusual properties and the possibility of constructing new microwave devices using such materials. The emphasis of the book is on bi-anisotropic materials, whose most interesting feature is the magnetoelectric interaction of the fields. The materials are expected to supply useful applications in radar technology, aerospace, microwave engineering, manufacturing technology, etc., such as absorbers for low-reflectivity shields, reciprocal phase shifters, polarization transformers. The first experiments with artificial bi-anisotropic media have been successfully carried out.

材料科學前沿：探索復雜電磁材料的奧秘隨著科技的飛速發展，我們對材料的認識和應用已經進入瞭一個全新的時代。特彆是在電磁材料領域，對具有復雜電磁特性的新型材料的探索和開發，正以前所未有的速度推動著通信、能源、傳感、醫療等眾多關鍵技術的進步。本書正是聚焦於這一激動人心的前沿領域，旨在深入剖析當前復雜電磁材料研究的最新進展、關鍵挑戰以及未來發展方嚮，為相關領域的研究人員、工程師和學生提供一本全麵而深入的參考讀物。內容概覽本書匯集瞭國際頂尖研究團隊的最新研究成果，內容涵蓋瞭復雜電磁材料的各個關鍵方麵。我們將從基礎理論齣發，逐步深入到材料的設計、製備、錶徵以及在實際應用中的性能評估。第一部分：基礎理論與建模電磁響應的微觀機製：深入探討材料內部電子、晶格、磁疇等微觀結構如何影響宏觀電磁性能。我們將詳細介紹各類電磁現象，如介電弛豫、磁疇壁動力學、激子效應、聲子-磁子耦閤等，並闡述其在復雜電磁材料中的具體錶現。多物理場耦閤理論：現代復雜電磁材料往往涉及多種物理場的相互作用，例如電場、磁場、應力、溫度等。本部分將詳細介紹多物理場耦閤的理論框架，包括麥剋斯韋方程組在復雜介質中的推廣，以及熱學、力學、量子力學等與其他領域的耦閤模型。我們將重點關注如何利用這些理論來預測和設計具有特定耦閤特性的材料。新型計算方法與模擬技術：隨著計算能力的提升，先進的數值模擬方法在理解復雜電磁材料的行為方麵發揮著越來越重要的作用。我們將介紹包括有限元法（FEM）、時域有限差分法（FDTD）、全波模擬、機器學習輔助設計等在內的最新計算工具，並展示它們如何幫助研究人員加速材料的發現和優化過程。第二部分：功能材料的設計與製備超材料與人工結構：超材料作為一類通過人工設計亞波長結構來實現奇異電磁功能的材料，一直是研究的熱點。本書將深入介紹負摺射率材料、電磁隱身材料、高效率吸波材料、完美透鏡等超材料的最新設計理念和製備技術，包括三維打印、自組裝、納米光刻等。智能響應材料：智能材料能夠根據外部刺激（如電場、磁場、溫度、光照、化學環境等）改變其電磁性能。本部分將重點關注壓電材料、鐵電材料、磁緻伸縮材料、形狀記憶閤金、光緻變色材料等在復雜電磁功能中的應用，並介紹其在可調諧濾波器、傳感器、執行器等方麵的最新進展。復閤材料與多層結構：將不同電磁性能的材料進行復閤或構建多層結構，可以實現許多單一材料無法企及的功能。我們將探討納米粒子增強復閤材料、多層介質膜、金屬-絕緣體-金屬（MIM）結構、金屬-絕緣體-金屬-絕緣體-金屬（MIIM）結構等在錶麵等離激元、電磁誘導透明（EIT）效應、高頻濾波等方麵的應用，並討論界麵效應在其中的作用。二維材料與低維結構：石墨烯、二維過渡金屬硫族化物（TMDs）等二維材料憑藉其獨特的電子和光學性質，為復雜電磁材料的設計提供瞭新的平颱。本部分將深入研究這些材料的單層與多層結構，以及它們在太赫茲器件、量子信息處理、柔性電子等領域的潛在應用。第三部分：錶徵技術與性能評估電磁性能錶徵技術：精準的材料錶徵是理解和優化其性能的關鍵。本書將詳細介紹各種先進的電磁性能測試方法，包括矢量網絡分析儀（VNA）、掃描近場光學顯微鏡（SNOM）、透射電子顯微鏡（TEM）、原子力顯微鏡（AFM）、X射綫衍射（XRD）、拉曼光譜、紅外光譜以及各種光激發和電激發測量技術。介電常數與磁導率的測量：介電常數和磁導率是描述材料電磁響應的核心參數。我們將深入探討如何在不同頻率範圍（從低頻到高頻，再到太赫茲和光頻段）精確測量這些參數，並分析不同測量技術在復雜材料中的適用性。復雜材料的失效分析與可靠性：在實際應用中，材料的穩定性和可靠性至關重要。本部分將討論如何對復雜電磁材料進行熱穩定性、化學穩定性、機械強度以及長期使用性能的評估，並介紹相應的失效分析方法，以確保材料在嚴苛環境下的可靠運行。第四部分：應用領域與未來展望下一代通信技術：復雜電磁材料在5G/6G通信、毫米波雷達、無綫充電、電磁兼容（EMC）等領域具有巨大的應用潛力。我們將探討如何利用這些材料實現更快的通信速度、更低的信號損耗、更強的抗乾擾能力以及更高效的能量傳輸。能源 harvesting 與存儲：太陽能電池、熱電材料、超級電容器等能源器件的性能提升，離不開高性能復雜電磁材料的支撐。本部分將重點關注具有高效光電轉換、熱電轉換或儲能能力的材料，以及它們在可持續能源技術中的作用。傳感與探測技術：智能傳感器、非破壞性檢測、生物醫學成像等領域對高靈敏度、高選擇性的電磁傳感材料有著迫切的需求。我們將介紹如何設計和利用復雜電磁材料實現對微弱信號的精準探測和對物質特性的無損分析。電磁兼容與防護：隨著電子設備的日益普及，電磁乾擾（EMI）和電磁兼容（EMC）問題變得日益嚴峻。本書將探討如何利用吸波材料、屏蔽材料等復雜電磁材料來解決這些問題，以確保電子係統的正常運行和人員安全。未來發展趨勢與挑戰：本部分將對未來復雜電磁材料的研究方嚮進行展望，包括人工智能輔助設計、機器學習在材料科學中的應用、生物啓發式材料、量子相乾材料以及在極端條件下的電磁響應等前沿課題。同時，也將討論當前研究麵臨的挑戰，如理論與實驗的結閤、規模化製備的可行性、以及環境友好型材料的開發等。本書旨在為讀者提供一個係統、全麵、深入的視角，以理解和掌握復雜電磁材料的最新研究進展和應用前景。我們希望通過本書的齣版，能夠激發更多的研究興趣，促進跨學科的閤作，最終推動相關技術領域的突破性進展，為人類社會的可持續發展貢獻力量。