A Scattering-based Approach to the Design, Analysis, and Experimental Verification of Magnetic Metamaterials Made from Dielectrics
Notice bibliographique
Résumé
The design, modeling, fabrication, and validation of an optical magnetic response in dielectric-based metamaterials are studied. These metamaterials consist of either periodic or random arrays of dielectric particle inclusions, which may be spheres, coated spheres, or completely randomly shaped. It is demonstrated that because of the simple particle shapes and dielectric materials, these metamaterials are quite easy and feasible to implement in a bulk, three-dimensional sample, and the response is isotropic. This in is contrast to other predominant designs of optical metamaterials, which are planar and anisotropic arrays of complicated metallic fishnet or split-ring resonator structures, which require stringent tolerances and sophisticated assembly. It is shown that SiC is one of many materials from which such infrared magnetic metamaterials can be constructed. A simple SiC powder is used to verify these claims. The milled micropowder of crystalline SiC is comprised of particles of random shapes and sizes. A model of the electromagnetic response of such powders is developed, whereby the induced magnetic dipole response is modeled by equivalently-sized spheres of SiC, whereas the electric dipole response is modeled by a continuous distribution of ellipsoidal particles. Infrared spectroscopic measurements and numerical calculations are performed, verifying both the magnetic and electric response of the powder. A alternate approach is also described, where uniform SiC microspheres are fabricated using more sophisticated nanochemical techniques. In the final portion of the dissertation, the mutual near-field coupling between ideal magnetic dipoles induced in dielectric spheres is studied. This is implemented for microwave frequencies using large permittivity ceramic spheres. An approximate coupled dipole model of the multiple scattering among the spheres is developed, and a transition matrix method is implemented to calculate the exact scattering by the clusters. Experimental measurements are performed, confirming the two models. The results for pairs, chains, and rings of spheres indicates that the magnetic dipole modes hybridize in analogy to atomic bonding. A notable result is that certain hybridized magnetic dipole modes may have a net electric dipole moment. The similarity to atomic and molecular bonding should prove useful in conceptualizing and designing more sophisticated metamaterials.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».