TĂNG CƯỜNG VÀ ĐIỀU BIẾN HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ Ở DẢI Ku  CỦA CẤU TRÚC VẬT LIỆU BIẾN HÓA KẾT HỢP Ni0.5Zn0.5Fe2O4

Tăng Xuân Dương; Đỗ Khánh Tùng; Nguyễn Hải Anh; Bùi Sơn Tùng; Đào Sơn Lâm; Bùi Xuân Khuyến; Vũ Đình Lãm

doi:10.34238/tnu-jst.14236

TĂNG CƯỜNG VÀ ĐIỀU BIẾN HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ Ở DẢI Ku CỦA CẤU TRÚC VẬT LIỆU BIẾN HÓA KẾT HỢP Ni0.5Zn0.5Fe2O4

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 16/12/25 Ngày hoàn thiện: 16/04/26 Ngày đăng: 20/04/26

Các tác giả

1. Tăng Xuân Dương, 1)Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2) Viện Khoa học Vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 3) Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga
2. Đỗ Khánh Tùng, Viện Khoa học Vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
3. Nguyễn Hải Anh, Viện Khoa học Vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
4. Bùi Sơn Tùng, Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
5. Đào Sơn Lâm, Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
6. Bùi Xuân Khuyến, Viện Khoa học Vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
7. Vũ Đình Lãm , Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã thiết kế một cấu trúc vật liệu biến hóa hấp thụ sóng điện từ lai (HM-MA) dựa trên vật liệu ferrite hoạt động trong dải tần Ku. Vật liệu ferrite được chế tạo bằng phương pháp nghiền bi từ vật liệu NiO, ZnO và Fe₂O₃. Cấu trúc HM-MA gồm bốn lớp: lớp Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄, cấu trúc kim loại (gồm hai vòng tròn đục lỗ và bốn hình chữ L ở các góc), lớp điện môi (FR-4), và lớp kim loại liên tục. Cấu trúc sử dụng vật liệu Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄cho phổ hấp thụ cực đại là 75%. Tuy nhiên, dưới tác động của từ trường ngoài lên tới 2000 Oe, cường độ hấp thụ của cấu trúc được tăng thêm 22%. Cơ chế hấp thụ ở 0 Oe cũng đã được phân tích chi tiết thông qua mật độ dòng điện bề mặt và phân bố mật độ tổn hao năng lượng. Những kết quả này góp phần mở rộng các ứng dụng thực tế của vật liệu biến hóa, bao gồm cả công nghệ tàng hình radar.

Từ khóa

Vật liệu biến hóa; Hấp thụ; Ferrite; Từ trường ngoài; Tăng cường

Toàn văn:

PDF (English)

Tài liệu tham khảo

[1] M. F. Elmahaishi, R. A. S. Azis, I. Ismail, and F. D. Muhammad, "A review on electromagnetic microwave absorption properties: their materials and performance," Journal of Materials Research and Technology, vol. 20, pp. 2188-2220, 2022.

[2] X. Meng, W. Xu, X. Ren, and M. Zhu, "Progress and challenges of ferrite matrix microwave absorption materials," Materials, vol. 17, no. 10, 2024, Art. no. 2315.

[3] H. Pang et al., "Research advances in composition, structure and mechanisms of microwave absorbing materials," Composites Part B: Engineering, vol. 224, 2021, Art. no. 109173.

[4] A. Aytaç, H. İpek, K. Aztekin, E. Aytav, and B. Çanakçı, "A review of the radar absorber material and structures," Scientific Journal of the Military University of Land Forces, vol. 52, pp. 931-946, 2020.

[5] L. B. Kong, L. Liu, Z. Yang, S. Li, T. Zhang, and C. Wang, "Ferrite-based composites for microwave absorbing applications," in Magnetic, Ferroelectric, and Multiferroic Metal Oxides, Elsevier, 2018, pp. 361-385.

[6] S. Kolev and T. Koutzarova, "Nanosized Ferrite Materials for Absorption of and Protection from MW Radiation," in Advanced Nanotechnologies for Detection and Defence against CBRN Agents, Springer, 2018, pp. 273-283.

[7] R. Magisetty, A. Shukla, and B. Kandasubramanian, "Magnetodielectric Microwave Radiation Absorbent Materials and Their Polymer Composites: Magisetty, Shukla, and Kandasubramanian," Journal of Electronic Materials, vol. 47, no. 11, pp. 6335-6365, 2018.

[8] S. P. Pawar, S. Biswas, G. P. Kar, and S. Bose, "High frequency millimetre wave absorbers derived from polymeric nanocomposites," Polymer, vol. 84, pp. 398-419, 2016.

[9] X. Zeng, X. Cheng, R. Yu, and G. D. Stucky, "Electromagnetic microwave absorption theory and recent achievements in microwave absorbers," Carbon, vol. 168, pp. 606-623, 2020.

[10] N. I. Landy, S. Sajuyigbe, J. J. Mock, D. R. Smith, and W. J. Padilla, "Perfect metamaterial absorber," Physical Review Letters, vol. 100, no. 20, 2008, Art. no. 207402.

[11] Y. Huang, G. Wen, W. Zhu, J. Li, L. M. Si, and M. Premaratne, "Experimental demonstration of a magnetically tunable ferrite based metamaterial absorber," Optics Express, vol. 22, no. 13, pp. 16408-16417, 2014.

[12] W. Wang et al., "Dual band tunable metamaterial absorber based on cuboid ferrite particles," Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 51, no. 31, 2018, Art. no. 315001.

[13] Y. Yong-Jun, H. Yong-Jun, W. Guang-Jun, Z. Jing-Ping, S. Hai-Bin, and O. Gordon, "Tunable broadband metamaterial absorber consisting of ferrite slabs and a copper wire," Chinese physics B, vol. 21, no. 3, pp. 504-508, 2012.

[14] J. Song, Y. Gao, G. Tan, Q. Man, and Z. Wang, "Comparative study of microwave absorption properties of Ni–Zn ferrites obtained from different synthesis technologies," Ceramics International, vol. 48, no. 16, pp. 22896-22905, 2022.

[15] D. Mandal, B. Bhandari, S. V. Mullurkara, and P. R. Ohodnicki, "All-Around Electromagnetic Wave Absorber Based on Ni–Zn Ferrite," ACS Applied Materials & Interfaces, vol. 16, no. 26, pp. 33846-33854, 2024.

[16] Y. Zhang, W. Yang, X. Li, and G. Liu, "Design and analysis of a broadband microwave metamaterial absorber," IEEE Photonics Journal, vol. 15, no. 3, pp. 1-10, 2023.

[17] Y. Ma et al., "Microwave absorption performance enhancement of NiFe₂O₄/GNs composite with hollow hexagonal-like structure," Journal of Magnetism and Magnetic Materials, vol. 565, 2023, Art. no.170281.

[18] A. Wang, Y. Gao, G. Tan, Z. Zhong, and Q. Man, "Effects of sintering temperature on structural, magnetic and microwave absorption properties of Ni0.5Zn0.5Fe₂O₄ ferrites," Journal of Magnetism and Magnetic Materials, vol. 563, 2022, Art. no.169958.

[19] S. Arackal et al., "Resonance frequency above 20 GHz in superparamagnetic NiZn-ferrite," Applied Physics Letters, vol. 121, no. 6, 2022, Art. no. 062402.

[20] J. H. Lee, J. H. Heo, and Y. M. Kang, "Electromagnetic wave absorption properties of Ni0.5Zn0.5Fe₂O₄–BaTiO₃–epoxy composites," Journal of Magnetism and Magnetic Materials, vol. 587, 2023, Art. no. 171354.

[21] A. Thakur et al., "Enhancement of magnetic properties of Ni0. 5Zn0.5Fe₂O₄ nanoparticles prepared by the co-precipitation method," Ceramics International, vol. 42, no. 9, pp. 10664-10670, 2016.

[22] M. N. Akhtar et al., "Design and tuneable magnetodielectric ferrite-based meta-absorbers for high-frequency microwave absorption applications," Materials Research Bulletin, vol. 174, 2024, Art. no. 112716.

[23] M. Bala, V. D. Shivling, and S. Tyagi, "Enhancing X-band microwave absorption properties with nickel ferrite and carbon-based composites," Ceramics International, vol. 50, no. 18, pp. 34123-34132, 2024.

[24] Y. Liu et al., "Research progress in tunable metamaterial absorbers," Advanced Photonics Research, vol. 5, no. 2, 2024, Art. no. 2300258.

[25] A. Singh, S. Sambyal, and V. Singh, "Recent Advances in Graphene Oxide-Ferrite Hybrid Framework as Radar Absorbing Material," Recent Advances in Graphene Nanophotonics, Springer, 2023, pp. 263-286.

[26] M. Z. B. Chowdhury et al., "Synthesis and characterization of Mn–Zn ferrite-based flexible penta-band metamaterial for sensing applications," Optics & Laser Technology, vol. 175, 2024, Art. no. 110744.

[27] W. Zhou, Z. Zhu, and R. Bai, "Broadband incident angle independent magnetic composite metamaterial absorber with C-band absorption," Optics & Laser Technology, vol. 153, 2022, Art. no. 108031.

[28] X. Luo et al., "Effects of molar ratio on dielectric, ferroelectric and magnetic properties of Ni0.5Zn0. 5Fe₂O₄-BaTiO₃ composite ceramics," Processing and Application of Ceramics, vol. 14, no. 2, pp. 91-101, 2020.

[29] B. Yoo et al., "Effects of solution concentration on the structural and magnetic properties of Ni0.5Zn0.5Fe₂O₄ ferrite nanoparticles prepared by sol-gel," J. Magn., vol. 18, pp. 230-234, 2013.

[30] S. Kumar et al., "Synthesis of nanocrystalline Ni0.5Zn0.5Fe₂O₄ ferrite and study of its magnetic behavior at different temperatures," Materials Science and Engineering, vol. 166, no. 1, pp. 76-82, 2010.

[31] K. H. J. Buschow and F. R. Boer, Physics of magnetism and magnetic materials, New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers, vol. 7, 2003.

[32] M. Kempa et al., "High-Frequency and Microwave Magnetic Properties of Ni0.5Zn0.5Fe₂O₄ Spinel Ferrite Ceramics," Journal of Alloys and Compounds, vol. 1036, 2025, Art. no. 181675.

[33] T. D. Thanh et al., "Improving the multiferroic properties and ability to absorb electromagnetic microwaves of NFO/BZT-BCT composites," RSC Advances, vol. 15, no. 30, pp. 24679-24695, 2025.

[34 T. Duong et al., "Broadband metamaterial absorber in the C–Ku bands by exploiting FeCo–C," Journal of Applied Physics, vol. 137, no. 6, 2025, Art. no. 063101.

[35] H. Shou, B. Qi, H. Lv, J. Feng, and Z. Mei, "A low-frequency ultrathin metamaterial absorber using magnetic material," Journal of Applied Physics, vol. 135, no. 8, 2024, Art. no. 083105.

[36] W. Li et al., "Ferrite-based metamaterial microwave absorber with absorption frequency magnetically tunable in a wide range," Materials & Design, vol. 110, pp. 27-34, 2016.

[37] W. Wang et al., "Broadband tunable metamaterial absorber based on U-shaped ferrite structure," IEEE Access, vol. 7, pp. 150969-150975, 2019.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.14236

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ