
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
Đinh Hồng Tiệp
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP THỤ
BĂNG TẦN RỘNG VÙNG GHz TRÊN CƠ SỞ
VẬT LIỆU BIẾN HÓA (METAMATERIALS)
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU
Hà Nội - 2020

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
Đinh Hồng Tiệp
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP THỤ
BĂNG TẦN RỘNG VÙNG GHz TRÊN CƠ SỞ
VẬT LIỆU BIẾN HÓA (METAMATERIALS)
Chuyên ngành: Vật liệu điện tử
Mã số: 9.44.01.23
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
GS. TS. Vũ Đình Lãm
Hà Nội – 2020

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, dưới sự hướng dẫn của
GS.TS. Vũ Đình Lãm. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa
được công bố trong các công trình khác.
NGHIÊN CỨU SINH
ĐINH HỒNG TIỆP

LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc và chân thành nhất tới GS. TS. Vũ
Đình Lãm, Thầy đã luôn tận tình hướng dẫn, định hướng kịp thời và tạo mọi điều
kiện thuận lợi trong suốt quá trình học nghiên cứu sinh và công bố các công trình
khoa học để tôi hoàn thành luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Bùi Xuân Khuyến và TS. Bùi Sơn Tùng đã
luôn động viên và trao đổi nhiều ý tưởng khoa học mới cho các công bố của luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ nhiệt tình của các thành viên nhóm nghiên
cứu vật liệu biến hóa (tại Viện Khoa học Vật liệu – Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam), đặc biệt là TS. Nguyễn Thị Hiền và TS. Đặng Hồng Lưu.
Tôi xin được bày tỏ sự yêu mến và lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô,
anh, chị đang công tác tại Phòng Vật lý Vật liệu từ và Siêu dẫn đã luôn tạo điều kiện
và động viên trong suốt thời gian tôi làm luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Khoa học Vật liệu, Học Viện Khoa học và
Công nghệ đã tạo điều kiện thuận lợi về môi trường khoa học chuyên nghiệp, cơ sở
vật chất, hỗ trợ kinh phí và các thủ tục hành chính thuận lợi trong quá trình nghiên
cứu và học tập.
Cuối cùng, tôi xin gửi lòng biết ơn đến gia đình đã luôn tin tưởng và là nguồn
động lực to lớn để tôi hoàn thành luận án này.
NGHIÊN CỨU SINH
ĐINH HỒNG TIỆP

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ......................................................................... 6
1.1. Lịch sử hình thành của vật liệu biến hóa và ứng dụng ............................ 6
1.2. Lý thuyết môi trường hiệu dụng .............................................................. 11
1.3. Các tương tác điện từ của vật liệu biến hóa ............................................. 13
1.3.1. Cấu trúc cộng hưởng điện .................................................................... 13
1.3.2. Cấu trúc cộng hưởng từ ........................................................................ 16
1.4. Sự phối hợp trở kháng của vật liệu biến hóa với môi trường .................. 19
1.5. Vật liệu biến hóa hấp thụ sóng điện từ ..................................................... 21
1.6. Vật liệu hấp thụ sóng điện từ tuyệt đối đa đỉnh và dải rộng .................... 30
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................ 37
2.1. Phương pháp quang khắc ......................................................................... 37
2.2. Phương pháp mô phỏng ........................................................................... 40
2.3. Phương pháp đo đạc ................................................................................. 41
2.4. Phương pháp tính toán các tham số điện từ hiệu dụng ............................ 44
CHƯƠNG 3. VẬT LIỆU BIẾN HÓA BẤT ĐỐI XỨNG VÀ ĐẲNG
HƯỚNG HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ ĐA ĐỈNH ..................................... 46
3.1. Hiệu ứng bất đối xứng của cấu trúc hai vòng cộng hưởng đồng trục ...... 46
3.2. Hiệu ứng bất đối xứng của cấu trúc vòng cộng hưởng kín ...................... 53
3.3. Vật liệu biến hóa đẳng hướng hấp thụ sóng điện từ đỉnh kép ............... 59
3.4. Vật liệu biến hóa hấp thụ sóng điện từ đa đỉnh có cấu trúc hình chữ X .. 66
3.5. Kết luận .................................................................................................... 70
CHƯƠNG 4. MỞ RỘNG DẢI HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ BẰNG CÁCH
TÍCH HỢP POLYMER DẪN ...................................................................... 71
4.1. Mở rộng dải tần số hấp thụ của MPA dựa trên việc tích hợp vật liệu polymer
dẫn ................................................................................................................... 71
4.2. Mở rộng dải tần số hấp thụ của MPA bằng cách thay thế hoàn toàn cấu trúc
kim loại bởi vật liệu polymer dẫn ................................................................... 79