本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,系统研究了完全Heusler合金Cr2ZrSb/Sc2FeSn(100)异质结中六种界面CrCr-ScFe-T、ZrSb-ScSn-T、CrCr-ScSn-B、ZrSb-ScFe-B、CrCr-ScFe-V和 ZrSb-ScSn-V的电磁特性及电子性质。结果表明,界面原子间的相互作用造成了界面间原子层的不均匀,导致界面层的力学失配率加大。与块体中的高自旋极化率相比,异质结的自旋极化率遭到不同程度的破坏。但是,ZrSb-ScFe-B界面保留了较高的自旋极化率值,通过Julliere模型预测该异质结在低温下隧道磁电阻值约为429.29%,在自旋电子学器件中具有潜在的应用前景。

二维材料MXene纳米片由于具有较大的比表面积和较高的电子迁移率而受到广泛的关注。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，对单层MXene纳米片Ti2N电磁特性的过渡金属(Sc、V、Zr)掺杂效应进行了系统研究。结果表明，所有过渡金属掺杂体系结合能均为负值，结构均稳定；其中Ti2N-Sc体系的形成能为-2.242 eV，结构更易形成，且保持稳定；掺杂后Ti2N-Sc、Ti2N-Zr体系磁矩增大；此外，Ti2N-Sc体系中保留了较高的自旋极化率，达到84.9%，可预测该体系在自旋电子学中具有潜在的应用价值。

采用永磁励磁、两极两相、被动补偿结构，设计了一台小型补偿脉冲发电机。使用有限元软件对电机进行空负载电磁特性分析；永磁体采用厚度为12 mm的钕铁硼材料，空载时气隙最大磁感应强度为0.443 T。在60 000 r/min的设计转速下，单相开路电压峰值为195.4 V，铁心损耗功率为599 W。对电阻值1 mΩ，电感值1 μH的小阻抗负载分别进行了单相放电、两相并联放电及两相串联放电仿真，单相放电电流峰值为10.90 kA，脉宽0.78 ms；两相并联放电电流峰值14.64 kA，脉宽1.1 ms；串联放电电压峰值增至333.7 V，电流峰值为8.59 kA。电机储能大于4 MJ，脉冲功率大于2 MW，且结构紧凑，具有较高的能量密度和功率密度。

枢轨电接触性能随电枢膛内滑动而演变，界面电磁特性变化是其演变的根本作用因素。以系统时变电磁场计算为基础，从脉冲电流、电枢速度和局部接触等三个方面讨论了对界面电磁特性演变的作用规律，并设计实验综合验证了电枢膛内运动时枢轨电接触界面的电磁特性演变。结果表明：脉冲电流驱使电流向接触前端聚集，电流峰值聚集随电流变化而下降；电枢速度克服脉冲电流作用向接触尾部聚集电流，尾端聚集临界速度（50 m/s）下，接触表面电流分布最为均匀，高速下接触表面呈现尾端U型电流聚集模式；局部接触对电流的聚集作用随接触面增加、速度增加而减弱；在法向磁力作用下，预置接触会向前扩展并趋于稳定。实验后枢轨表面检测验证了各因素对电磁特性演变的作用规律。研究结果为深入探究枢轨滑动电接触机理奠定基础。

微波至太赫兹波段，石墨烯的电导率由带内贡献决定。利用带内电导率模型，研究了该频段石墨烯的表面电导率、等效表面阻抗和等效介电常数随化学势和温度的变化关系。石墨烯的表面电导率和等效表面阻抗受化学势的影响比较大，具有可调谐性，而受温度的影响比较小。根据带内电导率模型和石墨烯表面等离激元的色散方程研究了无限大平面石墨烯表面等离激元横磁模的有效模式指数。结果表明，石墨烯应用于等离子天线时，与传统材料的天线相比高度小型化。所以，石墨烯应用于天线具有可调谐、性能可靠和小型化等优点。根据电磁波的传输特性，研究了石墨烯的透射系数随化学势的变化关系，透射系数受化学势影响比较大，这为设计可调式太赫兹滤波器提供了可能。设计了可弯曲石墨烯天线，获得了较好的增益方向图。

针对当前军、民用领域对新型包覆型功能材料的需求，以花粉作为内核，采用化学镀铜方法，制备了表面包覆铜膜的金属化花粉，利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和微波测试系统对金属化花粉的结构特性、红外与微波波段电磁特性进行了测试与分析.扫描电子显微镜图显示，花粉金属化后形态保持良好、未发生破裂或变形，铜镀层厚度均匀、结构致密，镀层厚度在1 μm左右.红外和微波波段实验结果表明，金属化花粉的红外与微波波段电磁特性主要由其铜镀层决定，镀铜后花粉对红外和微波具有强反射和强吸收作用.金属化花粉颗粒以其金属外壳的强电磁衰减能力和花粉内核的低密度轻质特性，具有作为新型红外和微波波段功能材料的潜力.

综述了国外在超高速碰撞产生等离子体的电磁特性研究方面的现状,主要包括电子温度、等离子体的粒子密度、等离子体的振荡频率及产生的磁场特征等方面。利用等离子体特征参量诊断的扫描Langmuir探针系统、磁感应强度测量的线圈系统及实验系统,进行了超高速碰撞产生等离子体实验, 分析了实验中产生等离子体的电磁特性。

利用时域有限差分法分别模拟了线源、TM波和偶极子激励下零电磁材料的角度滤波和波形变换特性。仿真结果表明:当电磁波的入射方向垂直于零电磁材料表面时,电磁波可完全穿过零电磁材料;对不同表面形状的零电磁材料,透射波的相位完全由材料输出面决定;在线源或偶极子上覆盖一层输出面为平面的零电磁材料,其辐射可变换成平面波,并且多个线源或偶极子组成的天线阵,单元天线的数目增加至N个时,其辐射场强也提高为N0.5倍。