基于碳纳米材料有序结构优异的结构与功能特点, 研究了其在新型电磁防护材料中的应用, 结合环氧树脂与碳纳米有序结构在电磁屏蔽效能和力学性能方面表现出的显著优势, 论述了环氧树脂基碳纳米管复合电磁屏蔽材料和碳纳米管有序纳米结构研究, 通过电磁仿真优化设计构筑三维导电网络结构, 得出8~12 GHz电磁波段屏蔽效能≥82.96 dB的理想结构模型, 为环氧树脂基碳纳米复合电磁屏蔽材料研究开发提供了指导, 有利于该新型电磁屏蔽材料在**、国民经济各领域的应用。

设计了一种由金属Ag和ITO(In2O3∶Sn锡掺氧化铟)薄膜呈周期排布的金属光子晶体(Metal photonic crystals,MPCs)。采用时域有限元差分法(Finite difference time domain, FDTD)计算仿真了周期和周期数对其可见光透光率和反射率的影响规律。研究表明, 当金属Ag和ITO组分比一定时, 随周期增加, 可见光透光率曲线相应变宽, 强度降低。当周期数大于4以后, 可见光透光率曲线不再随周期数增加而相应变宽。随着入射角度的提高, 可见光透光率曲线峰值发生蓝移, 宽度相应变宽, 强度相应降低。随着Ag膜层层数的增加, 可见光透光率的共振峰(透射峰)相应增加。MPCs的可见光透光率峰值与反射率的峰谷具有较好的一一对应关系。

本文描述了由不同厚度的ITO 和Ag 层制成的一维金属介质光子带隙材料1D M-D PBG 的光学透射和反射特性。研究发现，单元尺寸小于80 nm 的金属结构和较小的金属分数会导致光学透射率的提高。对于大于80 nm 的单元尺寸，在可见光的低频和高频的频谱范围内反射率都相应增强。这是由于一种特殊结构和等离子体的带隙的作用。此外，在两个范围内的反射随着增加银膜厚度的增加而提高和扩大。结构引起的反射光谱随着单位尺寸的增大而增大，并且由于等离子体光子带隙的反射超出光学范围。研究结果对1D M-D PBG 光学滤波器的设计有一定的参考价值。

一维金属光子晶体薄膜是由金属-介质多层结构组成的等效均匀的各向异性超构材料。相比单层金属膜层，该结构在色散调控方面具有更多的自由度。在该结构中由于表面等离子体激元(SPP)的存在，可实现倏逝波的定向传输。在本文中，等效介质理论、时域有限元差分法(FDTD)的计算结果和实验结果都表明，传输倏逝波的波长、频宽和强度可通过金属光子晶体结构调整实现主动设计。金属膜厚比例越小，传输波长的中心和截止波长越长，频带越宽。当金属膜层厚度小于SPP穿透深度时，可获得宽频段的倏逝波的传输。同时，对金属光子晶体在微波波段的传输性能也进行了研究，发现其在微波波段等效介电常数为负，具有良好的反射性能。该结构的屏蔽效能远大于厚度相近的ITO薄膜的电磁屏蔽效能。在厚度只有几百纳米时，该结构即可实现良好的电磁屏蔽效能。通过金属光子晶体薄膜可实现电磁屏蔽材料的薄膜化、轻质化和可视化。