マイクロ波・ミリ波帯高機能電磁環境対策材の実現を目指した金属粒子複合材料の研究

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本研究の目的は，マイクロ波からミリ波帯で利用する広帯域電波吸収体，周波数選択性電磁遮蔽材といった高機能電磁環境対策材の実現を目指し，粒子の形状効果を活用した金属粒子複合材料を開発することである。針状FeCoナノ粒子複合材料の透磁率スペクトルの制御を目的に，アスペクト比の異なる2種類の粒子を含む複合材料の電磁気特性について検討を行った。大きいアスペクト比を持つ粒子量の増加にともない，透磁率の分散周波数は高周波にシフトし，低周波透磁率が減少する傾向が観測された。2種類の粒子の割合を調整することで，透磁率の分散周波数，低周波透磁率を調整できることがわかった。低粒子濃度で金属特性を示す複合材料シートの実現に向け，扁平状Cu粒子複合材料，及び扁平状AgコートCu粒子複合材料の導電率・誘電率特性について昨年度にひき続き検討した。Cu粒子表面をAg被覆することで，複合材料の導電性が高まること，パーコレーション濃度が下がること，低い粒子濃度でドルーデ型誘電率分散が得られ10GHzを超える周波数まで負の誘電率を示すことがわかった。得られた知見をもとに，複合材料シートを作成し，反射・透過係数測定（自由空間法）を行った。粒子濃度がパーコレーション濃度を超えるAgコートCu粒子複合材料シートにおいて金属的反射・透過特性が観測された。金属粒子複合材料シートと誘電体あるいは金属を重ねた積層材の反射・透過特性について，計算による検討を行った。AgコートCu粒子複合材料シートとアクリル板からなる積層材の反射・透過特性について，計算値と測定値が一致することを確認した。そして，周波数選択性電磁遮蔽材の実現に向けた複合材料の粒子濃度，厚み等の条件について検討した。また，針状FeCoナノ粒子複合材料を用いた吸収体の実現に向け，吸収特性における粒子濃度，及び厚みの依存性について検討した。