Luận án Nghiên cứu chế tạo và tính chất hấp thụ tuyệt đối sóng vi ba của vật liệu Meta (Metamaterials)

sinh. 
 3. Những đóng góp mới của luận án 
 (i) Trình bày kiến thức tổng quan về vật liệu Meta. Giới 
thiệu các phương pháp nghiên cứu vật liệu Meta nói chung và 
 2 
vật liệu Meta hoạt động ở vùng tần số GHz nói riêng. 
 (ii) Đưa ra được quy trình chế tạo vật liệu Meta hoạt động ở 
vùng tần số GHz trên cơ sở công nghệ quang khắc. Quy trình 
này có độ ổn định và cho ra các mẫu có chất lượng tốt. 
 (iii) Đã chế tạo được các mẫu vật liệu Meta có cấu trúc khác 
nhau. Lần đầu tiên, vật liệu Meta hấp thụ tuyệt đối sóng viba 
được chế tạo thành công ở Việt Nam. Kết quả đo đạc cho thấy 
đạt được hấp thụ gần như hoàn toàn tại tần số xác định. 
 (iv) Đã đưa ra được các cấu trúc nhằm nâng cao hiệu suất 
hoạt động của vật liệu Meta hấp thụ tuyệt đối sóng viba. Buồng 
hấp thụ có cấu trúc 3D lần đầu tiên được thiết kế, chế tạo tại 
Việt Nam trên cơ sở các mẫu vật liệu Meta hấp thụ tuyệt đối 
sóng viba đã nghiên cứu. 
 4. Bố cục của luận án 
 Luận án gồm 104 trang được chia thành các phần như sau: 
Mở đầu 3 trang; Chương 1. Tổng quan 23 trang; Chương 2. 
Phương pháp nghiên cứu và công nghệ chế tạo gồm 22 trang; 
Chương 3.Nghiên cứu chế tạo và tối ưu hóa cấu trúc MPA gồm 
27 trang và 4.MPA hấp thụ dải rộng gồm 12 trang. Kết luận và 
kiến nghị 1 trang. Ngoài ra, luận án có 01 bảng; 69 hình vẽ và 
đồ thị; 90 tài liệu tham khảo và phần phụ lục. 
 B. NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN ÁN 
 MỞ ĐẦU 
 Cấu trúc vật liệu Meta được xem là một loại vật chất nhân 
tạo, tính chất của nó phụ thuộc cấu trúc nhiều hơn thành phần 
cấu tạo. Cấu trúc vật liệu Meta có rất nhiều ứng dụng kỳ diệu 
 3 
đã được các nhà khoa học nghiên cứu bằng lý thuyết và chứng 
minh bằng thực nghiệm như siêu thấu kính, áo khoác tàng 
hình, bộ lọc tần số antennas, cảm biến sinh học... Vật liệu hấp 
thụ tuyệt đối là một trong nhiều loại vật liệu nhân tạo được 
nghiên cứu chế tạo trên cơ sở cấu trúc vật liệu Meta, các 
nghiên cứu hấp thụ sóng điện từ thuộc dải vi ba có thuận lợi là 
điều kiện thực nghiệm đơn giản. Từ khi Landy đưa ra cấu trúc 
hấp thụ sóng vi ba đầu tiên năm 2008, nhiều cấu trúc hấp thụ 
khác đã được các nhóm nghiên cứu trên thế giới công bố. Tất 
cả các cấu trúc hấp thụ đều có hiệu suất hấp thụ cao và được 
giải thích về cơ chế hấp thụ. 
 Tuy nhiên, các cấu trúc hấp thụ đã công bố thường rất phức 
tạp, có nhiều tham số hình học, vì thế rất khó tùy biến để đạt 
được một đặc tính hấp thụ mong muốn. 
 Trong luận án này, chúng tôi lần đầu tiên nghiên cứu chế 
tạo thành công vật liệu Meta ở Việt Nam. Kết quả mới của luận 
án là đưa ra các cấu trúc đơn giản, dễ chế tạo, đo đạc, ít tham 
số hình học, vì vậy, dễ tùy biến mà vẫn đảm bảo có được tính 
hấp thụ hoàn hảo sóng điện từ thuộc dải sóng vi ba. 
 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 
 1.1. Giới thiệu chung về vật liệu Meta 
 Vật liệu Meta là một loại vật chất nhân tạo, mà tính chất của 
nó phụ thuộc cấu trúc nhiều hơn là thành phần cấu tạo. Tên 
tiếng Anh metamaterial thường được sử dụng cho một vật liệu 
có tính chất khác thường. Thuật ngữ đã được đặt ra vào năm 
1999 do Rodger M. Walser của Trường Đại học Texas tại 
Austin. Ông đã xác định vật liệu Meta như vật liệu kết hợp 
 4 
nhân tạo, 1, 2 hoặc ba chiều, cấu trúc tuần hoàn được thiết kế 
để tạo ra những đặc tính vật lý không có sẵn trong tự nhiên. 
 Vật liệu Meta được chế tạo bằng cách sắp xếp những cấu 
trúc vi mô, được gọi là các "nguyên tử", để có thể tạo ra các 
tính chất vật lý vĩ mô (chủ yếu là tính chất điện từ) theo ý 
muốn. Những tính chất này có thể đã tồn tại nhưng khó khai 
thác và điều khiển, và thậm chí không tồn tại trong những vật 
liệu tự nhiên mà con người từng biết. Sự sắp xếp các cấu trúc 
vi mô có thể theo 1 trật tự hoặc hỗn loạn. Các cấu trúc "nguyên 
tử" này có thể là đối xứng hoặc bất đối xứng, đẳng hướng hoặc 
bất đẳng hướng, được làm từ kim loại hoặc điện môi, có thể là 
chất phi từ hoặc sắt từ, và có kích thước nhỏ hơn so với bước 
sóng hoạt động. 
 Chúng ta đều biết tính chất điện từ của mỗi một loại vật liệu 
được đặc trưng bởi hai đại lượng vật lý: độ từ thẩm và hằng số 
điện môi. Sự lan truyền của sóng điện từ trong vật liệu liên 
quan chặt chẽ tới hai đại lượng này. Nguyên lý cơ bản của vật 
liệu Meta là tạo ra các mạch cộng hưởng điện từ, từ những cấu 
trúc "nguyên tử", có khả năng điều khiển riêng biệt hai đại 
lượng này, điều mà không thể làm được với các vật liệu tự 
nhiên. Sự truyền sóng điện từ trong vật liệu Meta, do đó cũng 
có thể dự đoán, thiết kế trước và điều chỉnh theo ý muốn. Hiện 
nay nghiên cứu về vật liệu đã mở rộng ra nhiều dải tần của 
sóng điện từ và sóng âm. 
 1.2. Ứng dụng của Vật liệu Meta 
 Việc ra đời của vật liệu Meta hứa hẹn sẽ mang lại hàng loạt 
ứng dụng mới và quan trọng trong cuộc sống. Sự linh hoạt của 
vật liệu này làm nó trở nên quan trọng trong lĩnh vực thông tin, 
 5 
cảm biến, các thiết bị quang học. Sự thú vị thực sự của vật liệu 
Meta nằm ở khả năng điều khiển sóng điện từ hay tính chất 
quang của vật liệu phục vụ cho hàng loạt các ứng dụng thực tế. 
Một trong những ứng dụng nổi bật nhất của vật liệu này là siêu 
thấu kính được đề xuất bởi Pendry được trình bày trong Hình 
1. Sau đó, năm 2005 siêu thấu kính quang học đã được Zhang 
và các cộng sự chế tạo thành công. 
 Hình 1. Nguyên lý hoạt động của siêu thấu kính dựa trên 
vật liệu Meta. 
 Một ứng dụng khác là lớp vỏ “tàng hình”. Khi chúng ta nhìn 
mặt đường mùa hè vào ngày nắng gắt, từ một khoảng cách 
thích hợp ta thấy trước mắt xuất hiện một “vũng nước” lung 
linh ảo ảnh của bầu trời và cây cối bên đường. Hiện tượng này 
được gây ra do sự thay đổi dần dần của chiết suất từ trị số lớn 
trong vùng không khí mát hơn phía trên đến trị số nhỏ hơn 
trong vùng không khí nóng tiếp giáp với mặt đường. Sự thay 
đổi chiết suất sẽ làm uốn cong đường đi của ánh sáng. Các nhà 
khoa học cũng đã nghiên cứu và chế tạo vật liệu Meta có sự 
thay đổi chiết suất làm uốn cong đường đi của sóng điện từ 
 6 
xung quanh một vật thể. Vì không có sự phản xạ sóng từ vật 
nên đối với người quan sát vật này là “tàng hình”. Như vậy, vật 
liệu Meta không những có thể có chiết suất âm mà còn là một 
tập hợp của những mảnh khảm (mosaic) quang học mang từng 
trị số chiết suất khác nhau làm uốn cong đường đi của sóng 
điện từ. 
 Vật liệu tàng hình dựa trên vật liệu Meta do nhóm Smith và 
Pendry phát hiện và kiểm chứng. Với ứng dụng này, chúng ta 
có quyền nghĩ về một loại vật liệu mới, mà nếu chúng ta được 
"bao phủ" bởi nó, thì không ai có thể nhìn thấy chúng ta cho dù 
chúng ta đang đứng ngay trước mặt họ. Điều này tạo nên đột 
phá lớn, đặc biệt là trong quân sự. Các thí nghiệm của nhóm 
Smith (Đại học Duke) đã đạt tới bước sóng tiến gần đến vùng 
nhìn thấy, các thí nghiệm với sóng ánh sáng trong vùng nhìn 
thấy đang được tập trung nghiên cứu. 
 Ngoài những ứng dụng kì diệu rõ ràng kể trên, vật liệu Meta 
còn tỏ ra rất tiềm năng trong các lĩnh vực khác như bộ lọc tần 
số, cộng hưởng, cảm biến sinh học, đặc biệt là tính siêu hấp thụ 
của loại vật liệu này. 
 1.3. Vật liệu Meta hấp thụ sóng điện từ 
 Vật liệu Meta hấp thụ hoàn hảo sóng điện từ (metamaterial 
perfect absorber - MPA) là vật liệu có khả năng hấp thụ hoàn 
toàn năng lượng của sóng điện từ chiếu tới tại tần số hoạt động. 
Do MPA được tạo bởi các cấu trúc cộng hưởng điện từ nên 
nguyên lí hoạt động của MPA là hấp thụ cộng hưởng. Tại tần 
số cộng hưởng, các đại lượng truyền qua, phản xạ, tán xạ đều 
bị triệt tiêu. 
 7 
 MPA thường được cấu tạo gồm 3 lớp: hai lớp kim loại 
thường được tạo bởi các kim loại dẫn điện tốt như vàng, bạc, 
đồng và xen kẽ là lớp điện môi. Tại tần số xác định, MPA hấp 
thụ sóng điện từ tốt hơn nhiều so với các vật liệu được nghiên 
cứu trước đây (màn Salisbury, lớp Dällenbach ...). Ngoài ra, 
một trong những tính chất hết sức thú vị của MPAs là có khả 
năng điều chỉnh được vùng tần số hoạt động mong muốn thông 
qua thay đổi kích thước và lợi thế độ dày nhỏ như đã được 
chứng minh là 0 /40, 0 /69. 
 Năm 2008, MPA đầu tiên đã được đề xuất bởi Landy. Loại 
vật liệu này gồm ba lớp, hai lớp kim loại và một lớp điện môi 
được mô tả trên Hình 2. Vật liệu có độ hấp thụ là A 99% tại 
tần số 11.65 GHz. 
Hình 2. MPA đầu tiên được tìm ra bởi Landy năm 2008. 
 a) Cấu trúc ô cơ sở và phân cực; b) Kết quả mô phỏng. 
 Sau khi phát hiện ra khả năng hấp thụ tuyệt đối của vật liệu 
Meta. Vật liệu này càng được quan tâm một cách đặc biệt hơn. 
Bằng chứng là các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm các cấu trúc vật 
liệu Meta hoạt động ở các vùng khác nhau của phổ sóng điện 
 8 
từ như: vùng vi sóng, THz, hồng ngoại, thậm chí vùng ánh 
sáng nhìn thấy. 
 Các hướng nghiên cứu hiện nay về vật liệu metamaterial 
hấp thụ tuyệt đối sóng điện từ 
 Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, người ta chia ra các vùng 
sóng điện từ như sau: vi sóng (1 GHz–30 GHz: 30 cm–10 mm), 
vùng sóng milimet (30 GHz–300 GHz: 10 mm–1 mm), vùng 
THz (300 GHz–10 THz: 1mm–30 m), vùng hồng ngoại giữa 
(10 THz–100 THz: 30 m–3m), vùng hồng ngoại gần (100 
THz–400 THz: 3 m–0.75 m) và vùng khả kiến (400 THz–
800 THz: 750nm–375 nm). 
 Trong cộng đồng nghiên cứu về vật liệu Meta nói chung, 
hiện các nhà nghiên cứu đang gặp phải một số khó khăn như: 
tạo ra cấu trúc ba chiều và tổn hao lớn có sẵn trong các loại vật 
liệu. Tuy nhiên, đối với MPA thì đây lại là lợi thế, độ tổn hao 
lớn có thể tạo ra vật liệu hấp thụ cao. Hiện nay, các nhà khoa 
học đang tập trung vào một số hướng nghiên cứu như sau: 
 - Tìm kiếm MPA có cấu trúc đơn giản. 
 - MPA không phụ thuộc phân cực sóng điện từ. 
 - MPA có hấp thụ dải rộng. 
 - MPA tuỳ biến: vật liệu Meta nói chung và MPAs nói riêng, 
tính chất phụ thuộc rất mạnh vào các thông số cấu trúc. Ngoài ra, 
các tính chất của chúng còn phụ thuộc vào hằng số điện môi và 
các đặc tính vật lý của lớp điện môi. Như vậy, trong trường hợp 
tác động ngoại vi như nhiệt, điện, quang ... có thể làm cho đặc 
tính vật lý của lớp điện môi thay đổi, sẽ dẫn đến các tính chất của 
vật liệu Meta thay đổi theo. 
 9 
 - Nghiên cứu chế tạo vật liệu MPA hoạt động ở vùng tần số 
cao như: THz, hồng ngoại, vùng ánh sáng khả kiến... 
 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
 VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO 
 2.1. Mô hình mạch điện tương đương 
 Vật liệu Meta được tạo thành bằng cách tổ hợp có trật tự 
những cấu trúc cơ bản nhỏ hơn nhiều lần bước sóng hoạt 
động. Những cấu trúc này chính là những mạch cộng hưởng 
điện từ sub-wavelength, có tác dụng tương tác với sóng tới, 
và thay đổi tính chất của sóng truyền qua tại tần số cộng 
hưởng. Chính vì vậy, đặc tính điện từ của vật liệu Meta có 
thể được mô hình hóa thông qua mô hình mạch LC tương 
đương của các cấu trúc cơ bản này. Tần số cộng hưởng và 
các tính chất dị thường của vật liệu Meta cũng có thể được 
tiên đoán chính xác dựa trên mô hình mạch tương đương LC. 
 Giá trị của L và C có thể được tính toán chính xác thông qua 
các thông số hình học và tính chất của vòng dây SRR, từ đó tần 
số cộng hưởng có thể được tiên đoán trước. 
 2.2. Mô phỏng vật lý 
 Các đặc tính điện từ như phổ truyền qua, phổ phản xạ, tổn 
hao điện từ, phân bố năng lượng điện từ, và phân bố dòng điện 
cảm ứng của các cấu trúc vật liệu Meta được mô phỏng bằng 
các phần mềm máy tính. Các phần mềm chuyên dùng để mô 
phỏng vật liệu Meta điện từ chủ yếu hiện nay được chia làm 
hai loại, phần mềm thương mại và các phần mềm tự xây dựng. 
Các phần mềm thương mại như CST Microwave Studio, HFSS 
 10 
và Comsol có ưu điểm chính xác, nhiều tính năng, giao diện dễ 
sử dụng tuy nhiên giá thành rất đắt, khả năng tùy biến kém, và 
tốn nhiều bộ nhớ. Trong một số trường hợp nhất định, các 
phương pháp mô phỏng tự xây dựng dựa trên các phần mềm 
mã nguồn mở như phương pháp ma trận truyền (Transfer 
Matrix Method - TMM) và phương pháp đạo hàm hữu hạn 
trong miền thời gian (Finite Difference Time Domain - FDTD) 
cho tốc độ tính toánh nhanh, khả năng tùy biến tốt, cho phép 
can thiệp sâu vào cấu trúc và tính chất vật liệu, cũng như thêm 
vào các tương tác ngoại vi... Kết quả mô phỏng các tính chất 
điện từ của vật liệu Meta đã được kiểm chứng bằng thực 
nghiệm và nhiều phương pháp khác, cho độ tin cậy cao. 
 2.3. Kiểm chứng bằng thực nghiệm 
 Một trong những phương pháp nghiên cứu quan trọng để 
kiểm chứng tính chất của vật liệu Meta điện từ là chế tạo mẫu 
và thực hiện phép đo xác định các đặc tính điện từ. Các phép 
đo này chủ yếu là phép đo phổ truyền qua và phổ phản xạ ở các 
vùng tần số khác nhau. Ở vùng sóng microwave, vật liệu Meta 
được chúng tôi chế tạo bằng phương pháp quang khắc truyền 
thống với ưu điểm là đơn giản, độ chính xác cao và giá thành 
rẻ. Vật liệu ban đầu là bảng mạch in thương phẩm có hằng số 
điện môi  = 4 và độ dày lớp điện môi là t = 0.4 mm, đã được 
phủ đồng (Cu) hai mặt có độ dày khoảng 0.036 mm. Bảng 
mạch in sẽ được phủ lớp cảm quang và phơi sáng sau khi được 
che bởi mặt nạ được in từ trước. Mặt nạ được thiết kế dựa trên 
kết quả mô phỏng và mô hình hóa bằng mạch LC tương đương. 
Hình 3 trình bày cấu trúc ô cơ sở cùng các tham số cấu trúc của 
vật liệu Meta có tính chất khác nhau: a) vật liệu Meta có độ từ 
 11 
thẩm âm, b) vật liệu Meta có chiết suất âm, c) vật liệu Meta 
hấp thụ tuyệt đối. Hình 4 là ảnh chụp mặt trước của mẫu vật 
liệu Meta: (a) cấu trúc CWP có độ từ thẩm âm và (b) cấu trúc 
vật liệu Meta kết hợp có chiết suất âm. 
 Hình 3. Cấu trúc ô cơ sở của một số vật liệu Meta: (a) vật 
liệu Meta có độ từ thẩm âm CWP, b) vật liệu Meta có chiết 
suất âm, (c) vật liệu Meta hấp thụ tuyệt đối. 
 Hình 4. Vật liệu Meta CWP có độ từ thẩm âm (a) và vật 
liệu Meta kết hợp có chiết suất âm (b). 
 Để đo các tính chất của vật liệu như phổ truyền qua, phổ 
 12 
phản xạ hay hấp thụ chúng tôi sử dụng hệ phân tích mạng véc 
tơ gồm hai ăng ten chuẩn, một ăng ten có vai trò phát, ăng ten 
còn lại có vai trò thu tín hiệu. Hệ thiết bị đo được đặt trong 
buồng hấp thụ sóng điện từ để giảm tác động nhiễu từ bên 
ngoài. Vùng tần số hoạt động của vật liệu đã được tính toán 
dựa trên thiết kế mô phỏng và mô hình mạch điện LC trước đó. 
 Hình 5. Hệ thiết bị phân tích mạng véc tơ. 
 Hình 5 mô tả hệ và bố trí phép đo phổ truyền qua của một 
mẫu vật liệu Meta. Hai ăng ten thu phát được đặt lần lượt ở bên 
trái và phải. Tín hiệu nền được chuẩn hóa cùng với giá đỡ mẫu 
trước mỗi phép đo để loại bỏ ảnh hưởng của giá đỡ và nhiễu 
nền lên kết quả đo. Mẫu đo được đặt trên giá để mẫu, giữa hai 
ăng ten để khảo sát trong dải tần số cần quan sát. Kết quả thu 
được từ các phép đo là các phổ truyền qua, phản xạ và pha
tương ứng. 
 2.4. Phương pháp lý thuyết môi trường hiệu dụng 
 Lý thuyết môi trường hiệu dụng là nguyên lý đầu tiên và cơ 
bản xuyên suốt quá trình nghiên cứu vật liệu Meta điện từ. Bản 
chất của vật liệu Meta là tổ hợp những “nguyên tử” có tính chất 
 13 
điện từ nhân tạo để tạo ra các tính chất hiệu dụng của vật liệu. 
Vì thế các “nguyên tử” này thường là các mạch cộng hưởng 
điện từ và phải đủ nhỏ để được xem là liên tục tại tần số mà 
tính chất hiệu dụng của nó hoạt động. Việc thay đổi tính chất 
vật lý của các mạch điện từ này sẽ dẫn đến những biến đổi vĩ 
mô của vật liệu Meta, điều này giúp cho việc kiểm tra và so 
sánh tính chất của vật liệu Meta với vật liệu thường có thể 
được thực hiện một cách dễ dàng. 
 2.5. Phương pháp truy hồi tham số điện từ 
 Trong khi phương pháp lý thuyết trường hiệu dụng được sử 
dụng để nghiên cứu một cách định tính, xây dựng một phương 
pháp nghiên cứu định lượng các tính chất điện từ của vật liệu 
Meta là rất cần thiết. Tuy nhiên, việc đo trực tiếp các đặc tính 
điện từ như độ từ thẩm µ, độ điện thẩm , chiết suất n, và trở 
kháng Z theo tần số của vật liệu Meta lại rất khó thực hiện một 
cách chính xác. Chính vì vậy kỹ thuật tính toán các giá trị này 
dựa trên biên độ và pha của sóng truyền qua và phản xạ trở nên 
rất hữu ích trong nghiên cứu định lượng các tính chất của vật liệu 
Meta. Một trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi để 
tính các tham số điện từ từ phổ truyền qua và phản xạ là phương 
pháp chuẩn đề xuất bởi Chen và các cộng sự, cho phép xác định 
được chính xác phần thực của chiết suất n từ công thức 
 exp(inkod) = X ± i(1 – X2)1/2 (1) 
trong đó, X = 1/2S21(1 – S112 + S212), ko là số sóng, d là độ 
dày của lớp vật liệu Meta, và n là chiết suất. Khi các giá trị độ 
từ thẩm, độ điện thẩm, chiết suất và trở kháng hiệu dụng của 
vật liệu Meta được thể hiện, chúng ta có thể xác định rõ dấu, và 
 14 
độ lớn cũng như bản chất của vùng truyền sóng là chiêt suất 
âm hay không. Có thể nói đây là một trong những phương 
pháp nghiên cứu ưu việt và là công cụ mạnh để nghiên cứu vật 
liệu Meta. Trong các kết quả nghiên cứu sắp trình bày dưới đây 
của chúng tôi, phương pháp tính các tham số điện từ này được 
sử dụng bổ trợ và tỏ ra rất hữu ích trong việc tìm hiểu bản chất 
của vật liệu Meta. 
 2.6.Công nghệ chế tạo 
 Vật liệu ban đầu gồm có một lớp điện môi có hằng số điện 
môi  = 4 và độ dày lớp điện môi là t = 0.4 mm, đã được phủ 
đồng (Cu) hai mặt có độ dày khoảng 0.036 mm. Qui trình chế 
tạo vật liệu được trình bày trên hình 6. 
 Hình6. Quy trình chế tạo vật liệu Meta. 
 15 
 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO 
 VÀ TỐI ƯU HÓA CẤU TRÚC MPA 
 HOẠT ĐỘNG Ở VÙNG TẦN SỐ GHZ 
 3.1. MPA cấu trúc chữ I 
 Cấu trúc hấp thụ MPA được đề xuất bởi Landy (Hình 2) 
tương đối phức tạp và đòi hỏi độ chính xác cao trong chế tạo. 
Tìm kiếm một cấu trúc MPA đơn giản nhưng có hiệu suất hấp 
thụ không đổi là một bài toán được nhiều nhóm nghiên cứu quan 
tâm. Dựa trên bản chất vật lý của cấu trúc Landy, chúng tôi đã 
tiến hành nghiên cứu chế tạo và tối ưu hóa cấu trúc hấp MPA, 
hướng tới một cấu trúc có tính ưu việt trong chế tạo và đo đạc. 
Mẫu hấp thụ MPA hình chữ I là sự rút gọn của cấu trúc Landy 
dựa trên cơ sở mạch cộng hưởng LC (Hình 7). Đây là một trong 
những kết quả nghiên cứu, chế tạo vật liệu MPA đầu tiên ở Việt 
Nam. Kết quả thực nghiệm phù hợp với kết quả mô phỏng, tồn 
tại mộtđỉnh hấp thụ ~100% ở tần số 14,2 GHz (Hình 8). 
Hình 7. MPA cấu trúc hình Hình 8. Kết quả mô phỏng và 
chữ I: a) Ô cơ sở và các tham thực nghiệm phổ hấp thụ của 
số cấu trúc; b) mẫu chế tạo. MPA cấu trúc chữ I. 
 16 
 3.2. MPA cấu trúc thanh kim loại hữu hạn 
 Chúng tôi tiếp tục đơn giản hóa cấu trúc MPA một lần nữa 
bằng cách giới thiệu cấu trúc thanh kim loại hữu hạn (Hình 9). 
Hình 9. MPA cấu trúc thanh kim loại hữu hạn. (a) Các tham số 
cẩu trúc ax = 5 mm,ay = 11 mm, l = 5.5 mm, w = 1 mm, td = 
0.4 mm, tm = 0.036 mm và (b) mẫu chế tạo. 
 Cấu trúc thanh kim loại hữu hạn là sự tối giản của mạch 
cộng hưởng LC từ cấu trúc ban đầu của Landy. Tần số cộng 
hưởng và các tính chất điện từ khác của MPA thanh kim loại 
hữu hạn chỉ phụ thuộc vào độ dài và độ rộng của dây kim loại. 
Hình 10. Kết quả mô phỏng và Hình 11. Kết quả mô phỏng 
thực nghiệm phổ hấp thụ của sự phụ thuộc của độ hấp thụ 
cấu trúc thanh kim loại hữu hạn. vào góc phân cực . 
 17 
 Kết quả thể hiện trên Hình 10 cho thấy kết quả thực nghiệm 
phù hợp với kết quả mô phỏng, tồn tại mộtđỉnh hấp thụ ~100% 
ở tần số 15 GHz. Tuy nhiên do tính bất đối xứng của cấu trúc, 
độ hấp thụ giảm khi tăng góc phân cực tạo bởi ⃗ và trục dọc 
dây thank kim loại (Hình 11). 
 3.3. MPA cấu trúc dấu cộng 
 Để nâng cao hiệu suất hấp thụ khi thay đổi góc phân cực φ, 
chúng tôi đã thiết kế và chế tạo cấu trúc MPA dấu cộng (Hình 12). 
 Hình 12. MPA cấu trúc dấu cộng. (a) Ô cơ sở, phân cực 
sóng điện từ; và (b) mẫu chế tạo. 
 Kết quả thực nghiệm và mô phỏng đã chứng minh cấu trúc dấu 
cộng có hiệu suất hấp thụ tốt khi thay đổi giá trị góc phân cực. 
 3.4. MPA cấu trúc đĩa tròn 
 Từ kết quả đạt được với cấu trúc dấu cộng, cấu trúcđĩa tròn 
(Hình 13) được nghiên cứu nhằm tăng tối đa hiệu suất hấp thụ 
bằng đối xứng phân cực. 
 18 
 Hình 13. MPA cấu trúc đĩa tròn.(a) Ôcơ sở, phân cực 
sóng điện từ và (b) mẫu chế tạo. 
Hình 14. Kết quả mô phỏng Hình 15.