Nghiên cứu chế tạo vật liệu siêu hấp thụ băng tần rộng trên cơ sở vật liệu biến hóa metamaterials

Chủ nhiệm đề tài PGS.TS Vũ Đình Lãm
Đơn vị thực hiện Viện Khoa học Vật liệu
Thời gian thực hiện 2015 - 2016
Tổng kinh phí 600 Triệu đồng
Xếp loại đề tài Xuất sắc
Mục tiêu đề tài

- Xây dựng cơ sở vật lý để nghiên cứu vật liệu siêu hấp thụ băng tần rộng từ 10-15%, hoạt động ở vùng sóng radar tần số 2-18 GHz.
- Xây dựng qui trình công nghệ để chế tạo tấm siêu hấp thụ ở vùng sóng radar 12-18 GHz.
- Mở rộng và chứng minh khả năng hoạt động của mô hình siêu hấp thụ băng tần rộng tại dải tần số cao THz.

Kết quả đạt được

- Đã xây dựng thành công cơ sở vật lý để nghiên cứu vật liệu siêu hấp thụ băng tần rộng từ 10-15%, hoạt động ở tần số mong muốn khác nhau (vùng tần số GHz và THz). Dựa trên cơ sở này có thể chế tạo được các vật liệu biến hóa hấp thụ băng tần rộng với các cấu trúc khác nhau.
- Đã đề xuất vật liệu biến hóa có cấu trúc siêu ô cơ sở được kết hợp bởi 4 cặp đĩa và nhẫn tròn có kích thước khác nhau. Bằng cách kết hợp này, chúng tôi đã thiết kế và chế tạo thành công vật liệu biến hóa hấp thụ sóng điện từ trên dải rộng. Cường độ hấp thụ đạt trên 80% với độ rộng dải tần số khoảng 3.7 GHz, kết quả thực nghiệm khá trùng khớp với kết quả mô phỏng và tính toán lý thuyết.
- Đã chứng minh khả năng hoạt động của mô hình siêu hấp thụ (A = 100%)  tại dải tần số cao THz với cấu trúc đơn giản đĩa tròn và mở rộng dải tần hấp thụ của cấu trúc có độ hấp thụ lớn hơn 80% trong dải tần có độ rộng 2.19 THz.
- Đã thiết kế và mô phỏng tính chất của vật liệu biến hóa phụ thuộc vào nhiệt độ ở tần số THz. Kết quả cho thấy bằng tác động ngoại vi (tác động nhiệt), chúng ta có thể điều khiển được tần số và cường độ hấp thụ của vật liệu. Đây là một trong những kết quả quan trọng để mở ra ứng dụng của loại vật liệu này.
- Đã chế tạo thành công vật liệu biến hóa hoạt động ở tần số THz, trên cơ sở này bước đầu đã nghiên cứu và chế tạo thành công cảm biến sinh học phát hiện phân tử protein bò.

vdlam

Những đóng góp mới

Cơ sở nền tảng hứa hẹn cho vật liệu mới ứng dụng trong lĩnh vực năng lượng và quân sự như pin mặt trời và vật liệu che chắn sóng điện sử dụng vật liệu metamaterials.

Sản phẩm

-    Quy trình công nghệ chế tạo vật liệu siêu hấp thụ băng tần rộng dựa trên nền tảng vật liệu nhân tạo MMs.
-    Quy trình thiết kế vật liệu siêu hấp thụ hoạt động ở vùng THz.
-   10 tấm MMs siêu hấp thụ băng tần rộng 10-15%, kích thước 10x10 cm có đỉnh hấp thụ trên 85% ở vùng 2-18 GHz.
-    06 bài báo Quốc tế: 1 bài Scientific Reports doi:10.1038/srep32123. (2016), 1 bài AIP ADVANCES 5, 077119 (2015), 1 bài Journal of Electronics Material 45: 2547 (2016); 02 bài Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol. 7 045002 (2016) và 7 015015 (2016); 1 bài Journal of Science: Advanced Materials and Devices 1 65-68 (2016).
-    Đào tạo 02 cao học, 02 cử nhân và góp phần đào tạo 04 NCS.

Địa chỉ ứng dụng

Kiến nghị của chủ nhiệm đề tài: Đề nghị Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam tiếp tục hỗ trợ hướng nghiên cứu này để có thể đi đến ứng dụng.

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".