Advances in Complex Electromagnetic Materials (NATO Science Partnership Sub-Series pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer

作者:Priou, A.; Priou, A.; Sihvola, Ari

出品人:

页数:412

译者:

出版时间:1997-3-31

价格:USD 299.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780792345039

丛书系列:

图书标签:

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

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具体描述

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.

材料科学前沿：探索复杂电磁材料的奥秘随着科技的飞速发展，我们对材料的认识和应用已经进入了一个全新的时代。特别是在电磁材料领域，对具有复杂电磁特性的新型材料的探索和开发，正以前所未有的速度推动着通信、能源、传感、医疗等众多关键技术的进步。本书正是聚焦于这一激动人心的前沿领域，旨在深入剖析当前复杂电磁材料研究的最新进展、关键挑战以及未来发展方向，为相关领域的研究人员、工程师和学生提供一本全面而深入的参考读物。内容概览本书汇集了国际顶尖研究团队的最新研究成果，内容涵盖了复杂电磁材料的各个关键方面。我们将从基础理论出发，逐步深入到材料的设计、制备、表征以及在实际应用中的性能评估。第一部分：基础理论与建模电磁响应的微观机制：深入探讨材料内部电子、晶格、磁畴等微观结构如何影响宏观电磁性能。我们将详细介绍各类电磁现象，如介电弛豫、磁畴壁动力学、激子效应、声子-磁子耦合等，并阐述其在复杂电磁材料中的具体表现。多物理场耦合理论：现代复杂电磁材料往往涉及多种物理场的相互作用，例如电场、磁场、应力、温度等。本部分将详细介绍多物理场耦合的理论框架，包括麦克斯韦方程组在复杂介质中的推广，以及热学、力学、量子力学等与其他领域的耦合模型。我们将重点关注如何利用这些理论来预测和设计具有特定耦合特性的材料。新型计算方法与模拟技术：随着计算能力的提升，先进的数值模拟方法在理解复杂电磁材料的行为方面发挥着越来越重要的作用。我们将介绍包括有限元法（FEM）、时域有限差分法（FDTD）、全波模拟、机器学习辅助设计等在内的最新计算工具，并展示它们如何帮助研究人员加速材料的发现和优化过程。第二部分：功能材料的设计与制备超材料与人工结构：超材料作为一类通过人工设计亚波长结构来实现奇异电磁功能的材料，一直是研究的热点。本书将深入介绍负折射率材料、电磁隐身材料、高效率吸波材料、完美透镜等超材料的最新设计理念和制备技术，包括三维打印、自组装、纳米光刻等。智能响应材料：智能材料能够根据外部刺激（如电场、磁场、温度、光照、化学环境等）改变其电磁性能。本部分将重点关注压电材料、铁电材料、磁致伸缩材料、形状记忆合金、光致变色材料等在复杂电磁功能中的应用，并介绍其在可调谐滤波器、传感器、执行器等方面的最新进展。复合材料与多层结构：将不同电磁性能的材料进行复合或构建多层结构，可以实现许多单一材料无法企及的功能。我们将探讨纳米粒子增强复合材料、多层介质膜、金属-绝缘体-金属（MIM）结构、金属-绝缘体-金属-绝缘体-金属（MIIM）结构等在表面等离激元、电磁诱导透明（EIT）效应、高频滤波等方面的应用，并讨论界面效应在其中的作用。二维材料与低维结构：石墨烯、二维过渡金属硫族化物（TMDs）等二维材料凭借其独特的电子和光学性质，为复杂电磁材料的设计提供了新的平台。本部分将深入研究这些材料的单层与多层结构，以及它们在太赫兹器件、量子信息处理、柔性电子等领域的潜在应用。第三部分：表征技术与性能评估电磁性能表征技术：精准的材料表征是理解和优化其性能的关键。本书将详细介绍各种先进的电磁性能测试方法，包括矢量网络分析仪（VNA）、扫描近场光学显微镜（SNOM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、红外光谱以及各种光激发和电激发测量技术。介电常数与磁导率的测量：介电常数和磁导率是描述材料电磁响应的核心参数。我们将深入探讨如何在不同频率范围（从低频到高频，再到太赫兹和光频段）精确测量这些参数，并分析不同测量技术在复杂材料中的适用性。复杂材料的失效分析与可靠性：在实际应用中，材料的稳定性和可靠性至关重要。本部分将讨论如何对复杂电磁材料进行热稳定性、化学稳定性、机械强度以及长期使用性能的评估，并介绍相应的失效分析方法，以确保材料在严苛环境下的可靠运行。第四部分：应用领域与未来展望下一代通信技术：复杂电磁材料在5G/6G通信、毫米波雷达、无线充电、电磁兼容（EMC）等领域具有巨大的应用潜力。我们将探讨如何利用这些材料实现更快的通信速度、更低的信号损耗、更强的抗干扰能力以及更高效的能量传输。能源 harvesting 与存储：太阳能电池、热电材料、超级电容器等能源器件的性能提升，离不开高性能复杂电磁材料的支撑。本部分将重点关注具有高效光电转换、热电转换或储能能力的材料，以及它们在可持续能源技术中的作用。传感与探测技术：智能传感器、非破坏性检测、生物医学成像等领域对高灵敏度、高选择性的电磁传感材料有着迫切的需求。我们将介绍如何设计和利用复杂电磁材料实现对微弱信号的精准探测和对物质特性的无损分析。电磁兼容与防护：随着电子设备的日益普及，电磁干扰（EMI）和电磁兼容（EMC）问题变得日益严峻。本书将探讨如何利用吸波材料、屏蔽材料等复杂电磁材料来解决这些问题，以确保电子系统的正常运行和人员安全。未来发展趋势与挑战：本部分将对未来复杂电磁材料的研究方向进行展望，包括人工智能辅助设计、机器学习在材料科学中的应用、生物启发式材料、量子相干材料以及在极端条件下的电磁响应等前沿课题。同时，也将讨论当前研究面临的挑战，如理论与实验的结合、规模化制备的可行性、以及环境友好型材料的开发等。本书旨在为读者提供一个系统、全面、深入的视角，以理解和掌握复杂电磁材料的最新研究进展和应用前景。我们希望通过本书的出版，能够激发更多的研究兴趣，促进跨学科的合作，最终推动相关技术领域的突破性进展，为人类社会的可持续发展贡献力量。