Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu tính chất của vật liệu biến hóa hấp thụ sóng điện từ có cấu trúc đa lớp

Vật liệu biến hoá (Metamaterial - MM) đại diện cho một lĩnh vực nghiên cứu đột phá, mang đến những tính chất điện từ độc đáo không tìm thấy trong vật liệu tự nhiên, mở ra tiềm năng lớn trong các ứng dụng công nghệ cao. Trong số đó, vật liệu biến hoá hấp thụ sóng điện từ (Metamaterial Absorber - MA) đã trở thành trọng tâm nghiên cứu nhờ khả năng kiểm soát và hấp thụ hiệu quả năng lượng điện từ. Tuy nhiên, các cấu trúc MA đơn lớp thường gặp hạn chế về dải tần hoạt động hẹp và khả năng điều chỉnh các đỉnh hấp thụ. Để khắc phục những thách thức này, việc phát triển các cấu trúc vật liệu biến hoá đa lớp (Multilayer Metamaterial Absorber - MMA) đang nổi lên như một giải pháp hứa hẹn. Luận án này đi sâu nghiên cứu tính chất hấp thụ sóng điện từ của các cấu trúc MMA, tập trung làm rõ vai trò của tương tác cộng hưởng giữa các lớp và các thành phần tổn hao trong vật liệu, nhằm mở rộng dải tần hoạt động và phát triển các thiết bị đa chức năng.

Các nhà nghiên cứu, học giả, và sinh viên sau đại học trong lĩnh vực vật lý, khoa học vật liệu, kỹ thuật điện tử, công nghệ nano và các ngành liên quan đến vật liệu biến hoá và điều khiển sóng điện từ.

Nghiên cứu này khám phá toàn diện các tính chất hấp thụ sóng điện từ của cấu trúc vật liệu biến hoá đa lớp (MMA), nhằm vượt qua các hạn chế của vật liệu hấp thụ đơn lớp truyền thống. Luận án đặc biệt nhấn mạnh tầm quan trọng của tương tác cộng hưởng giữa các lớp và vai trò của các thành phần tổn hao trong việc tối ưu hóa hiệu suất hấp thụ. Phương pháp nghiên cứu kết hợp chặt chẽ giữa tính toán lý thuyết, mô phỏng chuyên sâu bằng phần mềm (như CST Microwave Studio), quy trình chế tạo tiên tiến (sử dụng quang khắc và in lưới), và kiểm chứng thực nghiệm. Cách tiếp cận đa chiều này cho phép phân tích chi tiết các đặc tính hấp thụ, phản xạ và truyền qua của MMA trong cả dải tần số GHz và THz. Điểm nổi bật của nghiên cứu là khả năng thiết kế các cấu trúc MMA đa dải tần, dải rộng và đa chức năng. Cụ thể, các cấu trúc này có khả năng chuyển đổi linh hoạt giữa hiệu ứng truyền qua cảm ứng điện từ (EIT) và hấp thụ cảm ứng điện từ (EIA) dựa trên sự điều khiển tương tác cộng hưởng giữa các lớp, mang lại hiệu quả vượt trội. Những đóng góp này không chỉ làm sâu sắc thêm hiểu biết về cơ chế hoạt động của MMA mà còn cung cấp nền tảng thiết kế vật liệu mới với các chức năng tiên tiến. Các kết quả nghiên cứu có ý nghĩa ứng dụng thực tiễn cao, đóng góp vào việc phát triển thế hệ vật liệu thông minh cho các lĩnh vực như thu giữ năng lượng, cảm biến hiệu suất cao, và các hệ thống che chắn sóng điện từ, mở ra hướng đi mới trong công nghệ vật liệu điện từ.