Luận án Nghiên cứu tính chất hấp thụ sóng điện từ đẳng hướng của vật liệu biến hóa trên cơ sở kết hợp với Graphene

 đĩa như Hình 3.3b. Trong 
khi đó, từ trường tập trung ở cạnh của đĩa dọc theo dòng điện như Hình 3.3c. Phân 
bố dòng điện tại tần số cộng hưởng 1,83 THz của cấu trúc DS tương tự như phân bố 
Si 
Au 
d 
a td 
t
m
E 
H k 
Tần số (THz) 
Đ
ộ
 t
ru
y
ền
 q
u
a 
(a) 
(b) 
69 
dòng điện do một lưỡng cực điện (electric dipole) trong cộng hưởng điện gây ra, do 
đó có thể xác định bản chất của cộng hưởng ở tần số 1,83 THz là cộng hưởng điện. 
Hình 3.3. Kết quả mô phỏng: (a) phân bố dòng điện bề mặt; (b) phân bố cường độ 
điện trường và (c) phân bố cường độ từ trường tại tần số cộng hưởng 1,83 THz. 
Từ kết quả mô phỏng S11 và S21 của cấu trúc DS, dựa vào phương pháp tính 
toán bán lý thuyết mà Chen và cộng sự đã đề xuất [175], kết quả tính toán phần thực 
và phần ảo của độ điện thẩm của cấu trúc DS được trình bày ở Hình 3.4. Kết quả thu 
được khẳng định dự đoán tại tần số 1,83 THz, cộng hưởng xuất hiện là cộng hưởng 
điện. 
Hình 3.4. Phần thực và phần ảo của độ điện thẩm của cấu trúc DS. 
Để hiểu rõ sự phụ thuộc của tần số cộng hưởng vào các tham số cấu trúc và 
tham số vật liệu, phổ truyền qua của DS được mô phỏng khi thay đổi các tham số cấu 
trúc và tham số vật liệu. Kết quả này được trình bày trong Hình 3.5. Có thể thấy khi 
thay đổi a, td và  thì tần số cộng hưởng điện thay đổi mạnh. Ngược lại, khi thay đổi 
đường kính đĩa d, tần số cộng hưởng điện có thay đổi nhưng không đáng kể. Một 
cách gần đúng, cấu trúc DS có thể được coi như một môi trường hiệu dụng đồng nhất 
(a) (b) (c) 
Tần số (THz) 
Đ
ộ
 đ
iệ
n
 t
h
ẩm
 Phần ảo 
Phần thực 
70 
mà tần số plasma hiệu dụng (trong trường hợp này là tần số cộng hưởng điện) của vật 
liệu được mô tả theo phương trình [113]: 
2
2
0
p
tb e
Ne
m

 
 (3.1) 
trong đó, N là mật độ điện hạt tải hiệu dụng, me là khối lượng hiệu dụng của điện tử, 
ε0 là hằng số điện và εtb là độ điện thẩm trung bình của môi trường điện môi gồm đế 
Si và chân không. 
Khi kích thước ô cơ sở a tăng thì diện tích của ô cơ sở tăng, trong khi đường 
kính đĩa Au không đổi, vì vậy mật độ hạt tải hiệu dụng N giảm, dẫn đến tần số plasma 
hiệu dụng giảm. Do đó, khi a tăng thì tần số cộng hưởng của cấu trúc DS giảm, kết 
quả này phù hợp với kết quả mô phỏng ở Hình 3.5a, đồng thời kết quả này cũng tương 
tự các kết quả đã được công bố trong các báo cáo trước đây [48,183,184]. 
Hình 3.5. Kết quả mô phỏng, tính toán phổ truyền qua của cấu trúc DS khi thay đổi: 
(a) kích thước ô cơ sở a; (b) đường kính đĩa Au d; (c) độ dày lớp điện môi td và (d) 
độ điện thẩm  của lớp điện môi. 
Phổ truyền qua mô phỏng ở Hình 3.5b cho thấy tần số cộng hưởng gần như 
không đổi khi đường kính d của đĩa Au tăng. Kết quả này có thể được giải thích thông 
P
h
ổ
 t
ru
y
ền
 q
u
a 
P
h
ổ
 t
ru
y
ền
 q
u
a 
Tần số (THz) Tần số (THz) 
(b) 
Tần số (THz) 
(c) 
Tần số (THz) 
(d) 
(a) 
71 
qua phương trình (3.1). Cụ thể, khi d tăng thì mật độ hạt tải hiệu dụng N tăng, đồng 
thời dẫn đến chiều dài quãng đường di chuyển của electron tăng lên dẫn đến khối 
lượng hiệu dụng của electron tăng lên [48]. Kết quả khi d tăng tần số plasma hiệu 
dụng của cấu trúc DS thay đổi không đáng kể, dẫn đến tần số cộng hưởng điện của 
cấu trúc DS gần như không thay đổi. Khi độ dày lớp điện môi td và độ điện thẩm ε 
của đế điện môi tăng, đều dẫn đến độ điện thẩm trung bình εtb tăng làm cho tần số 
plasma giảm và tương ứng là tần số cộng hưởng giảm như trong Hình 3.5c,d. 
3.2. Tính chất điện từ của cấu trúc CWP hoạt động ở vùng THz 
Trên cơ sở kết quả mô phỏng về cộng hưởng điện của cấu trúc CW dạng DS, 
chúng tôi thiết kế một cấu trúc CWP dạng cặp đĩa (Disk Pair – DP) có thể tạo ra cả 
cộng hưởng điện và cộng hưởng từ. Cấu trúc DP được tạo thành bằng cách phủ lên 
đế Silicon hai cấu trúc DS đồng nhất mà được phân chia bởi một đĩa đệm điện môi 
SiO2 với cùng đường kính như Hình 3.6a. Lớp điện môi SiO2 được lựa chọn có hằng 
số điện môi 3,9, độ tổn hao 0,002 [181] và có độ dày ts = 1,5 µm. Hình 3.6b trình bày 
kết quả mô phỏng phổ truyền qua của cấu trúc DP và cấu trúc DS được thiết kế trước 
đó trong vùng sóng điện từ có tần số từ 1,2 THz đến 2,6 THz. Kết quả cho thấy, ngoài 
cộng hưởng điện ở khoảng tần số 1,83 THz của cấu trúc DS ban đầu (1,88 THz trong 
cấu trúc DP) còn xuất hiện một đỉnh cộng hưởng mới đối với cấu trúc DP tại tần số 
2,20 THz. 
Hình 3.6. (a) Thiết kế ô cơ sở của cấu trúc DP được phát triển từ cấu trúc DS; (b) 
Sự tách đỉnh cộng hưởng từ cấu trúc DS đến cấu trúc DP. 
 Để xác định bản chất của hai cộng hưởng trong cấu trúc DP, kết quả mô phỏng 
phân bố cường độ điện trường tại hai tần số cộng hưởng được trình bày trong Hình 
Si 
a 
t
m
t
m
d 
Au 
Au 
SiO2 
E 
H k 
t
s
(a) 
P
h
ổ
 t
ru
y
ền
 q
u
a 
Tần số (THz) 
(b) 
72 
3.7. Sự phân bố điện trường tại tần số 1,88 THz của cấu trúc DP trong Hình 3.7 tương 
tự sự phân bố điện trường tại tần số 1,83 THz của cấu trúc DS trong Hình 3.3b, điện 
trường phân bố tập trung ở bên ngoài hai đầu của DP dọc theo hướng phân cực điện 
trường. Vì vậy, cộng hưởng điện của DP tương tự như cộng hưởng điện của DS. Tuy 
nhiên, với cấu trúc hai đĩa Au của DP, tần số cộng hưởng điện của DP dịch nhẹ về 
vùng tần số cao so với tần số cộng hưởng điện của DS. Nguyên nhân là do mật độ hạt 
tải hiệu dụng N trong cấu trúc DP tăng so với mật độ hạt tải hiệu dụng trong cấu trúc 
DS nên tần số plasma của DP cao hơn tần số plasma của DS. 
Hình 3.7. Kết quả mô phỏng phân bố cường độ điện trường tại hai tần số cộng 
hưởng của cấu trúc DP. 
Hình 3.8. Giả thiết phân bố điện tích trên các đĩa Au tại các tần số cộng hưởng. 
Đồng thời Hình 3.7 cũng cho thấy: với cùng một thang đo mô phỏng, ở cả hai 
tần số cộng hưởng, điện trường đều được phân bố tập trung tại các đầu của cặp đĩa 
theo hướng phân cực điện trường. Tuy nhiên, ở tần số 1,88 THz, điện trường yếu hơn 
và có phần hướng ra bên ngoài cặp đĩa, ngược lại ở tần số 2,20 THz, điện trường 
mạnh hơn và chỉ tập trung vào bên trong cặp đĩa. Kết quả này được giải thích do điện 
tích tập trung ở đầu các cặp đĩa theo hướng phân cực điện trường, tại tần số 1.88 THz, 
các điện tích phân bố ở hai đầu (cùng phía) của cặp đĩa là cùng dấu, tương đương với 
1,88 THz 2,20 THz 
+
 +
 +
 - - - 
+
 +
 +
 - - - 
- - - +
 +
 + 
+
 +
 +
 - - - 
k 
E 
1,88 THz 
2,20 THz 
73 
hai lưỡng cực điện đồng nhất. Ngược lại, tại tần số 2,20 THz, các điện tích phân bố 
ở hai đầu (cùng phía) của cặp đĩa là trái dấu, tương ứng với một tứ cực điện như biểu 
diễn trong Hình 3.8. 
Hình 3.9. Kết quả mô phỏng phân bố dòng điện bề mặt trên hai đĩa Au tại hai tần số 
cộng hưởng của cấu trúc DP. 
Hình 3.10. Kết quả mô phỏng phân bố cường độ từ trường tại hai tần số cộng hưởng 
của cấu trúc DP. 
 Giả thiết phân bố điện tích trên các đĩa Au của DP tại các tần số cộng hưởng 
phù hợp với kết quả mô phỏng phân bố dòng điện bề mặt trong Hình 3.9 và kết quả 
phân bố từ trường trong Hình 3.10. Hai dòng điện trên hai đĩa Au ở tần số 1,88 THz 
là hai dòng điện song song và tập trung ở hai cạnh của đĩa giống như tại tần số 1,83 
THz của cấu trúc DS. Hai dòng điện trên hai đĩa Au ở tần số 2,20 THz là hai dòng 
đối song và phân bố trên bề mặt của hai đĩa. Phân bố từ trường trong Hình 3.10 cho 
thấy: tại tần số 1,88 THz, từ trường tập trung ở bên ngoài cặp đĩa dọc theo hướng 
phân cực điện trường tương tự như tại 1,83 THz của cấu trúc DS; trong khi đó, tại tần 
1,88 THz 2,20 THz 
1,88 THz 2,20 THz 
74 
số 2,20 THz, dòng điện đối song sinh ra một từ trường cảm ứng tập trung ở vùng 
không gian giữa hai đĩa Au. 
Hình 3.11. Kết quả mô phỏng tính toán phổ truyền qua, phổ hấp thụ, phần thực của 
độ điện thẩm, phần thực của độ từ thẩm của cấu trúc DP 
Như vậy, có thể khẳng định cộng hưởng của DP tại tần số 1,88 THz là cộng 
hưởng điện và tại tần số 2,20 THz là cộng hưởng từ. Từ các kết quả mô phỏng phổ 
S11 và S21, các tham số: độ hấp thụ, độ điện thẩm, độ từ thẩm của cấu trúc được tính 
toán và trình bày trong Hình 3.11. Kết quả thu được hoàn toàn phù hợp với kết quả 
mô phỏng phân bố điện trường, từ trường và dòng điện bề mặt ở trên. Cụ thể, độ điện 
thẩm xuất hiện một đỉnh cộng hưởng tại tần số 1,88 THz, trong khi độ từ thẩm xuất 
hiện một đỉnh cộng hưởng tại tần số 2,20. Phổ hấp thụ của cấu trúc DP ghi nhận hai 
đỉnh hấp thụ tương ứng với hai cộng hưởng điện và cộng hưởng từ. Do đó, có thể giả 
thiết rằng cực đại hấp thụ là do các cộng hưởng gây ra, nội dung này sẽ được nghiên 
cứu chi tiết trong phần sau. 
Chúng tôi cũng tiến hành nghiên cứu sự phụ thuộc của tần số cộng hưởng điện 
trong cấu trúc DP vào các tham số cấu trúc hình học và các tham số vật liệu. Kết quả 
Tần số THz 
Đ
ộ
 t
ru
y
ền
 q
u
a 
Đ
ộ
 h
ấp
 t
h
ụ
Đ
ộ
 đ
iệ
n
 t
h
ẩm
Đ
ộ
 t
ừ
 t
h
ẩm
75 
trình bày trong Hình 3.12 cho thấy: sự phụ thuộc của tần số cộng hưởng điện của DP 
vào các tham số a và d tương tự như sự phụ thuộc của tần số cộng hưởng điện của 
DS đã được trình bày ở trên. Kết quả mô phỏng độ điện thẩm ở Hình 3.13 khi thay 
đổi độ dày ts và độ điện thẩm εs của lớp điện môi cho thấy: tần số cộng hưởng điện 
gần như không đổi khi ts thay đổi và dịch nhẹ về tần số thấp khi εs tăng. Điều này phù 
hợp với thực tế là độ dày và hằng số điện môi của lớp đệm SiO2 đều mỏng và nhỏ 
hơn so với độ dày và hằng số điện môi của lớp đế Si, nên khi các giá trị này thay đổi 
thì không làm ảnh hưởng nhiều tới môi trường hiệu dụng mà điện trường lan truyền. 
Hình 3.12. Độ điện thẩm hiệu dụng (phần thực) của cấu trúc DP khi các tham số cấu 
trúc thay đổi gồm: (a) kích thước ô cơ sở a và (b) đường kính đĩa d. 
Hình 3.13. Độ điện thẩm hiệu dụng (phần thực) của cấu trúc DP khi thay đổi: (a) độ 
dày lớp đệm điện môi ts và (b) độ điện thẩm của lớp đệm điện môi εs. 
Trong mục này, chúng tôi tập trung phân tích cộng hưởng từ của cấu trúc DP. 
Song song với kết quả mô phỏng, để kiểm chứng bản chất cộng hưởng từ của cấu trúc 
DP tại tần số 1,88 THz, một mô hình mạch điện tương đương được xây dựng và trình 
bày trong Hình 3.14. Hai đĩa Au được biểu diễn tương ứng thành hai cuộn cảm mà 
Tần số (THz) Tần số (THz) 
Đ
ộ
 đ
iệ
n
 t
h
ẩm
Đ
ộ
 đ
iệ
n
 t
h
ẩm
(a) (b) 
Đ
ộ
 đ
iệ
n
 t
h
ẩm
Đ
ộ
 đ
iệ
n
 t
h
ẩm
Tần số (THz) Tần số (THz) 
(a) (b) 
76 
hệ số tự cảm có thể xác định được thông qua cấu trúc hình học của đĩa như trình bày 
ở mục 2.2. Khi đó, độ tự cảm Lm gần đúng: 
 0 2
4
m s mL t t
 (3.2) 
Trong khi đó, tụ điện Cm được tạo thành bởi hai bản tụ - tương đương với phần 
diện tích tập trung điện tích ở hai đĩa Au. Giá trị điện dung của tụ điện được xác định: 
2
1
0
4
m s
s
c d
C
t
  (3.3) 
Trong các phương trình (3.2) và (3.3), các tham số cấu trúc ts, tm và d như được 
chỉ ra ở Hình 3.6a. Các tham số ε0, μ0 lần lượt là hằng số điện và hằng số từ, εs là độ 
điện thẩm của chất điện môi kẹp giữa hai đĩa Au. Trong trường hợp này, chất điện 
môi được chọn là SiO2 có độ điện thẩm εs = 3,9 và độ tổn hao 0,002. Từ đó, tần số 
cộng hưởng từ được xác định: 
 2 1
2
2
s
m
s s m
c t
f
d c t t 
 (3.4) 
trong đó: 8
0 0 3.10 /c m s  , c1 là hệ số tỉ lệ diện tích tập trung điện tích trên 
tổng diện tích đĩa. Hệ số này thường có giá trị từ 0,10 đến 0,25 tùy vào hình dạng của 
cấu trúc, được xác định bằng cách mô phỏng vùng tập trung điện tích trên các cấu 
trúc kim loại [178]. Đối với cấu trúc DP, với c1 = 0,107, kết quả tính toán cho thấy 
tần số cộng hưởng từ là 2,20 THz, phù hợp với kết quả mô phỏng ở trên. Kết quả tần 
số cộng hưởng từ tính toán được từ mô hình mạch điện tương đương cũng cho thấy 
giá trị tần số này phụ thuộc vào đường kính đĩa tròn, bề dày đĩa đệm điện môi ts và 
hằng số điện môi s. 
Hình 3.14. Mô hình mạch điện tương đương tại tần số cộng hưởng từ. 
Để làm rõ hơn sự phù hợp mô hình mạch điện LC cho cộng hưởng từ của cấu 
trúc DP, chúng tôi tính toán độ từ thẩm của cấu trúc từ các kết quả mô phỏng phổ 
+ + + - - - 
+ + + - - - 
j 
j 
j 
B 
E 
k 
77 
truyền qua và phổ phản xạ khi thay đổi các tham số cấu trúc của DP (bao gồm đường 
kính đĩa Au d, độ dày lớp điện môi ts và độ điện thẩm của lớp điện môi εs) và kích 
thước ô cơ sở a. Các kết quả này được trình bày trong các Hình 3.15 và Hình 3.16. 
Kết quả mô phỏng tính toán ở Hình 3.15a cho thấy tại tần số 2,20 THz, độ từ thẩm 
xuất hiện thăng giáng và vị trí thăng giáng này hầu như không thay đổi khi a thay đổi. 
Kết quả mô phỏng tính toán ở Hình 3.15b cho thấy khi d tăng thì tần số mà tại đó độ 
từ thẩm đạt giá trị âm dịch về vùng tần số thấp. Các kết quả này phù hợp với tần số 
cộng hưởng từ thu được từ phương trình (3.4), tần số cộng hưởng từ tỉ lệ với d-1 và 
không phụ thuộc vào a. Từ phương trình (3.4) cũng cho thấy: do tm rất nhỏ so với ts 
nên tần số cộng hưởng từ gần như không phụ thuộc vào ts, trong khi đó tần số cộng 
hưởng từ tỉ lệ với εs-1/2. Các tính chất này phù hợp với các kết quả mô phỏng tính toán 
thu được trong Hình 3.16. 
Hình 3.15. Độ từ thẩm hiệu dụng (phần thực) của cấu trúc DP khi thay đổi tham số 
cấu trúc: (a) kích thước ô cơ sở a và (b) đường kính đĩa tròn d. 
Hình 3.16. Độ từ thẩm hiệu dụng (phần thực) của cấu trúc DP khi thay đổi: (a) độ 
dày lớp đệm điện môi ts và (b) độ điện thẩm của lớp đệm điện môi εs. 
Tần số THz Tần số THz 
Đ
ộ
 t
ừ
 t
h
ẩm
Đ
ộ
 t
ừ
 t
h
ẩm
(b) (a) 
Tần số (THz) Tần số (THz) 
Đ
ộ
 t
ừ
 t
h
ẩm
Đ
ộ
 t
ừ
 t
h
ẩm
(a) (b) 
78 
 Từ các phương trình (3.2), (3.3) và (3.4), các giá trị độ tự cảm Lm, điện dung 
Cm và tần số cộng hưởng từ fm được xác định và trình bày trong các Bảng 3.1 và Bảng 
3.2 với các giá trị khác nhau của đường kính d và độ điện thẩm εs. So sánh các kết 
quả tính toán tần số cộng hưởng từ bằng mô hình mạch điện LC trong Bảng 3.1 và 
Bảng 3.2 với kết quả mô phỏng thu được ở Hình 3.15b và Hình 3.16b thì thấy, các 
kết quả tính toán dựa vào mô hình mạch LC tương đương là phù hợp với các kết quả 
mô phỏng. 
Bảng 3.1. Giá trị hệ số tự cảm Lm, điện dung Cm và tần số cộng hưởng từ tính 
toán được từ mô hình mạch điện tương đương LC khi thay đổi đường kính đĩa Au 
trong đó a = 70 μm, td = 4 μm, ts = 1,5 μm, εd = 11,9, εs = 3,9, c1 = 1,07. 
STT d (μm) Lm (10-12 H) Cm (10-14 F) f (THz) 
1 35 3,355 0,119 2,52 
2 40 3,355 0,155 2,20 
3 45 3,355 0,196 1,96 
4 50 3,355 0,242 1,77 
Bảng 3.2. Giá trị hệ số tự cảm Lm, điện dung Cm và tần số cộng hưởng từ tính 
toán được từ mô hình mạch điện tương đương LC khi thay đổi độ điện thẩm của đĩa 
đệm điện môi kẹp giữa hai đĩa Au trong đó a = 70 μm, d = 40 μm, td = 4 μm, ts = 1,5 
μm, εd = 11,9, c1 = 1,07. 
STT εs Lm (10-12 H) Cm (10-14 F) f (THz) 
1 3,5 3,355 0,139 2,33 
2 4,0 3,355 0,159 2,18 
3 4,5 3,355 0,179 1,06 
4 5,0 3,355 0,199 1,95 
3.3. MPAs hấp thụ đẳng hướng hai chiều 
Một MPA thông thường bao gồm ba lớp: trên cùng là một cấu trúc cộng hưởng 
kim loại, ở giữa là một lớp đệm điện môi và dưới cùng là một tấm phản xạ kim loại. 
Nguyên tắc hấp thụ của MPAs dựa trên hiện tượng cộng hưởng từ. Khi bị kích thích 
bởi sóng điện từ, cấu trúc cộng hưởng kim loại phía trên và gương của nó trên tấm 
kim loại phía dưới hoạt động như một cộng hưởng từ, có tác dụng tiêu tán năng lượng 
sóng điện từ tại tần số cộng hưởng bằng tổn hao ohmic trong kim loại và tổn hao điện 
79 
môi trong lớp đệm. Tuy nhiên, năng lượng hấp thụ tại một cộng hưởng từ đơn lẻ chỉ 
khoảng 40-50%. Bằng cách điều chỉnh cấu trúc cộng hưởng thích hợp, trở kháng của 
MPA sẽ phối hợp với trở kháng của môi trường xung quanh, cho phép sóng truyền 
vào với độ phản xạ nhỏ nhất. Đồng thời, tấm kim loại phía sau làm sóng không thể 
truyền qua mà bị phản xạ lại, nói cách khác sóng điện từ bị bẫy trong cộng hường từ 
và dẫn đến độ hấp thụ gần như tuyệt đối. Tuy nhiên, thiết kế truyền thống này đi kèm 
với một bất lợi: do tấm kim loại đóng vai trò làm gương phản xạ, tất cả các sóng tới 
bên ngoài phạm vi hấp thụ đều bị phản xạ ngược trở lại, khiến cho các ứng dụng của 
vật liệu MPAs ở chế độ truyền qua bị hạn chế. 
Để tạo ra một MPA mới có độ hấp thụ cao không sử dụng mặt phẳng kim loại 
và cho phép sóng điện từ truyền qua bên ngoài dải tần hấp thụ (MPA hấp thụ đẳng 
hướng hai chiều), chúng tôi bắt đầu bằng cách sử dụng một trong những cấu trúc cơ 
bản nhất của vật liệu biến hóa MMs, đó là cấu trúc CWP. Cấu trúc CWP dạng cặp 
đĩa DP đã được chứng minh có đồng thời cộng hưởng điện và cộng hưởng từ khi 
tương tác với sóng điện từ. Mặc dù đối với cấu trúc DP, sóng điện từ có thể truyền 
qua ở ngoài vùng cộng hưởng nhưng đỉnh hấp thụ tối đa của cộng hưởng từ và cộng 
hưởng điện chỉ vào khoảng 30-40% (Hình 3.11). Để khắc phục vấn đề này, có hai 
cách tiếp cận: 
- Thứ nhất là sử dụng cơ chế chồng chập hai cộng hưởng điện và từ. Tổn hao 
do cả hai cộng hưởng tạo ra sẽ cao hơn nhiều khi chúng cùng xảy ra ở một tần số, từ 
đó độ hấp thụ tổng thể của cấu trúc sẽ cao hơn. Cách tiếp cận này đã được TS. Đỗ 
Thành Việt và các đồng nghiệp đề xuất và khảo sát tính chất hấp thụ với cấu trúc 
CWP dạng kim cương [33]. Bằng cách biến đổi cấu trúc (geometrical transformation), 
tần số cộng hưởng từ được dịch chuyển dần về phía tần số cộng hưởng điện cho tới 
khi đạt được sự chồng chập. Tuy nhiên, cách tiếp cận này có hai nhược điểm. Một là, 
sự chồng chập cộng hưởng phụ thuộc mạnh vào đỉnh nhọn của cấu trúc CWP dạng 
kim cương làm cho quá trình chế tạo gặp nhiều khó khăn. Hai là, do sự phụ thuộc 
mạnh vào góc kích thích của cộng hưởng điện, sự chồng chập cộng hưởng chỉ xảy ra 
ở một góc tới nhất định. Đây là hạn chế lớn nhất khiến cho cấu trúc CWP dạng kim 
cương hấp thụ đẳng hướng hai chiều mất tác dụng khi góc tới thay đổi. Trong luận án 
này, để khắc phục các hạn chế nói trên, thay vì sử dụng cấu trúc CWP dạng kim 
cương, chúng tôi sử dụng cấu trúc DP và điều khiển khoảng cách giữa các bộ cộng 
80 
hưởng để thay đổi tần số cộng hưởng điện cho tới khi xuất hiện chồng chập cộng 
hưởng. 
- Thứ hai là một cơ chế mới được đề xuất trong luận án này, đó là sử dụng hiệu 
ứng lai hóa cộng hưởng từ để tăng cường hấp thụ, khắc phục hạn chế về góc tới hẹp 
nói trên. Khi hai cấu trúc cộng hưởng từ đồng nhất được đặt trong khoảng cách đủ 
gần, hiện tượng lai hóa xuất hiện làm suy biến năng lượng và từ đó tách tần số hai 
cộng hưởng từ đồng nhất thành hai cộng hường từ có tần số sát cạnh nhau. Khi đó, 
độ hấp thụ của hai cộng hưởng từ suy biến cũng chồng chập xen phủ lẫn nhau, làm 
tăng độ hấp thụ của cả cấu trúc. Mặt khác, do cộng hưởng từ ít phụ thuộc vào góc tới 
nên cấu trúc hấp thụ đẳng hướng hai chiều bằng cơ chế lai hóa có thể hấp thụ với góc 
tới rộng, phù hợp với nhiều ứng dụng trong thực tế. 
Sau khi đã nắm bắt được sự vận động của các tính chất điện từ trong vật liệu 
MMs, phần tiếp theo, chúng tôi sẽ đề xuất hai cơ chế để tạo ra MPAs hấp thụ đẳng 
hướng hai chiều, đó là cơ chế chồng chập cộng hưởng (mục 3.4) và cơ chế lai hóa 
cộng hưởng từ (mục 3.5). 
3.4. MPAs hấp thụ hai chiều theo cơ chế chồng chập cộng hưởng 
3.4.1. Đặc tính hấp thụ hiệu suất cao của MPAs hấp thụ hai chiều sử dụng 
cơ chế chồng chập cộng hưởng 
Hình 3.17. Sự phân bố dòng điện, điện trường và mô hình mạch điện tương đương 
của CWP tại cộng hưởng điện và cộng hưởng từ. 
Để làm rõ bản chất vật lý về ý tưởng chồng chập cộng hưởng điện-từ của cấu 
trúc DP dẫn đến hiệu suất hấp thụ cao, mô hình mạch điện LC tương ứng với cộng 
hưởng điện và cộng hưởng từ được trình bày chi tiết trong Hình 3.17. Trong các mô 
Cộng hưởng điện 
Cộng hưởng từ Kim loại 
Điện môi 
Dòng điện 
Điện trường 
81 
hình mạch điện LC, phần tử điện trở được đưa vào để đánh giá mức độ hấp thụ do 
cộng hưởng gây ra. Với cấu trúc DP, khi tương tác với sóng điện từ, từ trường ngoài 
tạo ra dòng ngược chiều chạy trên hai đĩa kim loại, từ đó sinh ra từ trường thứ cấp. 
Khi đó, trong mạch điện tương đương LmCmRm, xuất hiện dòng điện cảm ứng. Ở tần 
số cộng hưởng fm (cộng hưởng từ), cảm kh