基于完全吸收超材料的高增益微带天线

通过将树枝状完全吸收超材料用于传统的微带贴片天线,利用完全吸收超材料对天线基板中传播的电磁表面波的吸收,减少天线表面波能量损耗,达到改善天线性能的目的。实验结果表明:加载树枝状完全吸收超材料的天线方向性增强,侧向辐射减弱,前向辐射增强,天线的增益提高了1.22dB.

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.

基于零折射率超材料的高定向性微带天线

研究了一种基于平面网格状零折射率超材料的高定向性微带天线。利用超材料结构的平均效应实现了在10.24 GHz处介电常数为零,进而实现了超材料的折射率为零。实验结果表明,利用零折射率超材料对波束产生汇聚作用,使微带天线的定向性明显增强,E面、H面半功率波束宽度分别收缩了56.67°和26.60°,侧向辐射明显减弱,天线的增益提高了3.80 dB。

可见光多频超材料吸收器的制备工艺及性能的研究

利用电化学沉积自组装法制备了具有纳米银树枝结构单元的超材料吸收器。该吸收器采用"金属谐振结构单元层-绝缘层-金属层"复合结构,由直径70～140nm、非周期排列的银树枝结构单元,与聚乙烯醇绝缘层和纳米银金属层组合而成。通过改变电化学沉积过程中的条件,如沉积电压和聚乙二醇-20000浓度,可以实现对超材料吸收器吸收频率点数量和吸收强度的可控调节。实验表明这种吸收器可在538和656nm实现强度为21.1%和24.8%的多频吸收。这种超材料吸收器具有制备工艺简单,制备成本低廉,样品工作面积大等特点。

利用负磁导率材料提高宽带微带天线增益

研究了负磁导率材料对宽带微带天线性能的改善作用,将正方形结构负磁导率材料作为宽带微带天线的基板,设计了一种能够在低剖面结构下实现高增益宽频带定向辐射的负磁导率材料基板宽带微带天线。从实验测量结果看,在整个较宽的工作频带内,负磁导率材料使宽带微带天线侧向辐射减弱,前向辐射增强,方向性改善,增益提高约1dB。

细乳液聚合法制备双相核材料的电子墨水纳胶囊

利用细乳液法制备包含炭黑纳米颗粒/TiO2纳米颗粒和分散剂[四氯乙烯(TEC)和SPAN-80的混合液]的双相核材料的电子墨水纳米胶囊。以苯乙烯(SM)-甲基丙烯酸甲酯(MMA)为反应单体,十六烷(HD)为疏水剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,聚乙烯醇(PVA)为表面活性剂,乙醇为溶剂。把分别包含TiO2有机胶体、炭黑纳米颗粒、TiO2纳米颗粒聚合物纳胶囊以及什么都不包含的纯聚合物纳米胶囊进行了对照。讨论了PVA含量对纳米胶囊粒径的影响,乙醇对纳米胶囊粒径分布的影响,以及不同的表面修饰物对包含碳黑纳米颗粒/TiO2纳米颗粒纳囊的影响。

一种新型大面积绿光双渔网结构超材料的制备方法

设计了一种全新的乳液聚合法,并结合自下而上的模板辅助电化学沉积方法制备了大面积有序周期常数为135nm的金属银双渔网结构超材料。新的制备方法在纳米颗粒经过预处理后,依然能够保持优良的单分散型,易于获得高质量的大面积纳米级二维胶体晶体模板,并且电磁谐振现象明显增强。

基于双鱼网结构的绿光波段超材料

采用模板辅助化学电沉积法制备出中间介质层为PVA(聚乙烯醇)的双鱼网孔洞结构,透射测量发现在绿光波长550nm附近出现一个较低的透射峰。若在中间介质层中掺入活性介质Rh B,测得的透射峰位置基本保持不变,但是透射率增强了9%。随后又观测到在距离该样品约270nm处能实现平板聚焦,这比未掺杂Rh B的情况更明显。因此,掺杂Rh B的双鱼网结构能够在一定程度上降低损耗,使其具有良好的左手特性。

双相核材料的电子墨水纳胶囊的制备及其粒径控制

采用细乳液聚合法制备了包有纳米炭黑颗粒（SiO2 修饰）和分散剂（四氯乙烯和Span80的混合液）的双相核材料的电子墨水纳米胶囊.通过细乳液聚合法制备了粒径在142-1106nm 之间的纳米胶囊.研究了SiO2 修饰对纳米炭黑颗粒表面电荷及粒径的影响,及修饰后的炭黑颗粒在直流电场下的响应行为.此外,研究了SDS及PVA 用量对纳米胶囊粒径的影响.

磁响应性贵金属核/壳纳米复合粒子制备研究进展

磁响应的贵金属核/壳结构复合纳米粒子具有不同于单组分纳米粒子更优越的多重功能,在催化剂、光学材料、生物传感器及生物医学领域具有重要前景。从核/壳结构类型出发,综述了具有磁响应的贵金属核/壳结构纳米复合粒子的化学制备与结构特征,并简要对其应用研究进展做了讨论。

电场作用下银纳米流体的可调谐双折射行为

用微乳液法制备了一种银纳米流体,并研究了该流体在电场作用下的光学行为。He-Ne激光束(λ=632.8 nm)垂直于电场方向,以5°入射角通过银纳米流体,当施加电场时出现明显的双折射。在相同的电场作用下o光和e光折射率随着体积比的增加而增加;同一体积比的银纳米流体的折射率随着电场的增大而变小;电场强度为0 kV·mm^(-1)时并没有出现双折射现象。实验结果表明:无论是在相同电场时折射率随体积比的变化量,还是在相同体积比时折射率随电场强度的变化量,e光总是大于o光。

用于电子墨水的纳米炭黑颗粒表面电荷改性

采用硅烷偶联剂KH550和浓硫酸分别对色素炭黑纳米颗粒进行了表面处理。透射电子显微镜、紫外-可见分光光度计分析表明改性前后炭黑纳米颗粒的粒径和色纯度变化非常小。炭黑电泳显示实验表明原本导电的色素炭黑经过处理后均具有较高的介电性,表面分别带了正电荷和负电荷,在施加较低的电压下,改性纳米炭黑颗粒表现出了良好的电场响应和可逆移动特性。

两步法制备单分散的Li掺杂Y_2O_3:Eu^(3+)微球及其发光性能

Y2O3:Eu3+是最重要的红色荧光材料,通过两步法制备了具有单分散性的Li掺杂Y2O3:Eu3+微球并研究了其发光行为。首先采用共沉淀法制备出单分散Y2O3:Eu3+微球,而后在含有LiOH的乙醇悬浊液中利用超声-水热法获得Li掺杂Y2O3:Eu3+微球。通过SEM、XRD、PL光谱等分析,发现Li掺杂可明显降低Y2O3:Eu3+微球的结晶温度,提高晶化水平,进而使荧光强度发生明显增强。

可见光波段双层纳米银树枝状结构的制备及光学特性

采用"自下而上"的电化学沉积方法,在透明ITO玻璃基底上制备了银树枝/二氧化钛/银树枝的复合结构。通过调节工艺,实现了样品在可见光波段由多频透射到单频透射的转变。并且通过改变沉积条件等,可以灵活调节样品的响应频段。制备了在绿光、黄光和红光频段产生响应的3种样品,并测试了绿光频段样品的平板聚焦行为。实验发现,这种特殊的光透射行为和平板聚焦现象是由光波通过复合材料时引起的电磁谐振所致。

卵磷脂对磁性微胶囊性能的影响

以亲油性的TiO2和Fe3O4为显示颗粒,SDS,span80为乳化剂,变压器油为分散介质,卵磷脂为分散剂,制备了分散性良好的悬浮液。以上述悬浮液为囊芯材料,明胶-阿拉伯树胶为壁材,采用复合凝聚法制备了磁性微胶囊。实验发现,卵磷脂对多相囊芯的稳定和乳化有促进作用,滴酸速度、搅拌速度、SDS及卵磷脂的量影响微胶囊大小及成壁,TiO2和Fe3O4不同质量比影响显示效果。

S波段超材料完全吸收基板微带天线

设计了基于树枝状结构单元模型的完全吸波超材料,并将此树枝状结构完全吸波超材料作为微带天线的基板,制备了S波段超材料完全吸收基板微带天线,模拟和实验结果表明,窄带和宽带完全吸波超材料都可提高微带天线的定向性和增益,性能得到了明显改善.经过优化设计S波段超材料完全吸收基板微带天线的增益相比普通微带天线提高了1.8dB,相当于有效辐射功率提高了51%.表明将完全吸波超材料作为天线的基板,可以明显改善天线性能.

基于双鱼网结构的可见光波段超材料

基于双鱼网左手模型的思想,使用模板辅助化学电沉积的方法制备出不同结构周期的金属银纳米网格,并进一步实现了可见光波段的双鱼网结构超材料.随着结构周期的减小,金属银纳米网格透射通带位置出现蓝移.使用周期为420nm的金属银纳米网格组装成双鱼网结构,样品在610nm处出现透射增强及平板聚焦效应.倘若使用结构周期更小的模板,有望实现更短波长,甚至蓝光波段的双鱼网结构超材料.

银树枝左手超材料的反常古斯-汉欣位移

左手超材料的反常古斯-汉欣位移研究在理论提出后一直没有相关的实验报道。采用干涉法,通过实验测量了银树枝左手超材料在部分反射下的反常古斯-汉欣位移。利用沃拉斯顿棱镜将入射光分为s偏振光和p偏振光,在经过银树枝左手超材料表面反射后,两束偏振光相互干涉得到了干涉图样;通过对干涉图样进行分析计算,得到了样品的古斯-汉欣位移。实验结果证实,当入射光与银树枝左手超材料的谐振频率一致时,古斯-汉欣位移值为负。

石墨烯/聚合物纳米复合电流变材料

电流变智能流体在外电场刺激下能快速可逆地改变自身流变性能,具有重要技术应用价值.传统的基于微米颗粒的电流变流体易于沉降并且电致屈服强度不高限制了技术应用,最近基于纳米颗粒的非传统电流变材料研究受到重视,特别是具有各向异性形貌的纳米颗粒悬浮液被发现具有明显增强的电/磁流变效应.本文介绍了最近基于石墨烯的二维纳米复合电流变材料的研究进展,主要包括石墨烯/半导聚合物、石墨烯/极性聚合物、石墨烯/碳等几种典型的电流变材料的制备、结构和电流变行为.研究表明利用石墨烯独特的二维纳米结构、优异的电学和热学性质可能为制备新颖的高性能纳米电流变材料提供途径。

超材料异质结构楔形光波导引起的光谱空间分离现象

采用化学电沉积方法制备了银树枝状结构光波段超材料,测试了其光学性能.结果表明,超材料在光波段出现了明显的多通带透射峰,在透射峰值波长位置测试出明显的平板聚焦效应.采用银树枝结构光波段超材料制作了一种异质结构透明楔形光波导,通过光纤探头在光波导外表面的移动,研究了光波导对光波谱的响应.实验结果表明,不同频率的光波包被停留在楔形波导不同厚度处,从而形成了光谱的空间分离现象.这种超材料楔形光波导可以通过改变楔角大小来实现对光谱空间分离的有效调节,在慢光研究和光存储等领域有广阔应用前景.