"Письма в журнал технической физики"
Вышедшие номера
Эффективная диэлектрическая проницаемость анизотропного композита из сфероидных частиц в диэлектрической матрице
Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation , state assignment FEFE-2020-0013
Беляев Б.А.1,2, Тюрнев В.В.3, Ходенков С.А.1
1Сибирский государственный университет науки и технологий им. М.Ф. Решетнева, Красноярск, Россия
2Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
3Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Красноярск, Россия
Email: belyaev@iph.krasn.ru, tuyrnev@iph.krasn.ru, hsa1982sibsau@mail.ru
Поступила в редакцию: 5 августа 2021 г.
В окончательной редакции: 20 августа 2021 г.
Принята к печати: 20 августа 2021 г.
Выставление онлайн: 3 октября 2021 г.

Получены концентрационные зависимости эффективной диэлектрической проницаемости анизотропного композита, содержащего в диэлектрической матрице сонаправленные частицы в форме сплюснутых или вытянутых эллипсоидов вращения - сфероидов. Расчет проведен численным решением системы связанных квадратных и интегральных уравнений, полученных в строгой модификации квазистатической теории Бруггемана. Показано, что традиционная (упрощенная) модификация теории Бруггемана, широко используемая для расчета анизотропных композитов, дает погрешности разных знаков для продольной и поперечной поляризации электромагнитных волн относительно оси сфероидов. При этом зависимости погрешностей от концентрации частиц носят немонотонный характер, а наблюдаемые на них экстремумы могут превышать 100%, причем положение и величина экстремумов сильно зависят от эллиптичности частиц, а также от контраста их диэлектрической проницаемости с диэлектрической проницаемостью матрицы. Ключевые слова: композитный материал, сфероидные частицы, анизотропия, эффективная диэлектрическая проницаемость.
  1. Б.А. Беляев, Ан.А. Лексиков, В.В. Тюрнев, Д.А. Шабанов, ДАН, 497 (1), 5 (2021). DOI: 10.31857/S2686740021020024
  2. J.C. Maxwell Garnett, Phil. Trans. Roy. Soc. Lond. A, 203 (359-371), 385 (1904)
  3. Б.А. Беляев, В.В. Тюрнев, ЖЭТФ, 154 (4), 716 (2018). DOI: 10.1134/S0044451018100036
  4. D.A.G. Bruggeman, Ann. Phys., 24 (5), 636 (1935)
  5. T.С. Choy, Effective medium theory: principles and applications (Oxford Univ. Press, Oxford, 2016)
  6. D. Schmidt, M. Schubert, J. Appl. Phys., 114 (8), 083510 (2013). DOI: 10.1063/1.4819240
  7. G.M. Smith, Opt. Commun., 71 (5), 279 (1989)
  8. T.G. Mackay, A. Lakhtakia, J. Nanophoton., 6 (1), 069501 (2012). DOI: 10.1117/1.JNP.6.069501
  9. D. Polder, J.H. Van Santen, Physica, 12 (5), 257 (1946)
  10. Л.А. Апресян, Д.В. Власов, ЖТФ, 84 (12), 23 (2014)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.