Физики ТГУ создали широкополосный поглотитель излучения

Сотрудники радиофизического факультета Томского государственного университета (ТГУ) разработали радиопоглощающий композит на основе литий-цинковых ферритов и гексаферрита Y-типа, как сообщает пресс-служба вуза. Этот материал обладает одной из самых широких полос поглощения среди существующих аналогов и способен поглощать более 90% электромагнитного излучения в диапазоне от 4 до 12 гигагерц при толщине не более 3 миллиметров.

Электромагнитное излучение радиочастотных приборов негативно влияет как на технику, так и на людей в зоне его действия. Радиопоглощающие композиты являются эффективным решением для снижения уровня излучения, позволяя уменьшить его до стандартов без изменения конструкции устройств. Такие материалы могут наноситься на стенки приборов или использоваться как защитные прокладки.

Доцент кафедры радиоэлектроники радиофизического факультета ТГУ Дмитрий Вагнер пояснил, что обычно ферритовые материалы поглощают излучение в узком диапазоне частот, например, от 4 до 6 ГГц. Целью работы было расширение этого диапазона. Для этого ученые определяли состав и толщину слоев композита для достижения необходимого уровня поглощения.

В процессе исследований были созданы однослойные и двухслойные композиты на основе планарного гексаферрита Y-типа и литий-цинковых ферритов с различной концентрацией цинка. Двухслойные композиты оказались наиболее эффективными для электромагнитной герметизации, позволяя контролировать полосу поглощения изменением состава и толщины слоев. Это позволяет создавать материалы с заданными характеристиками для конкретных задач.

Самым эффективным из разработанных материалов стал двухслойный многокомпонентный композит, поглощающий более 90% излучения в диапазоне от 4 до 12 гигагерц.

При создании композита "феррит-полимер" ученые также решали задачу улучшения электромагнитных характеристик без ущерба для механических и температурных свойств. Было обнаружено, что с увеличением содержания цинка растет намагниченность насыщения, но снижается температура Кюри. 

Толщина слоев также является важным параметром для настройки свойств материала. С помощью программы, основанной на теории Леонида Бреховских о распространении волн в слоистых средах, ученые могут рассчитать оптимальные параметры толщины, обеспечивая необходимый уровень поглощения для решения практических задач.