多物理场超材料的构建与应用研究

近年来，超材料因其新颖的设计理念，正成为实现各种物理场调控的强有力的工具。然而，目前超材料的理念往往局限于单一物理场的调控以及单一功能的实现，这大大限制了其在实际环境，尤其是复杂环境中的应用。

该项目在前期工作的基础上，从理论和实验上提出了一种普适性的多物理场超材料，特别是电-热多功能超材料的设计方法，并系统研究了其性能变化规律、物理机制和实际应用。

首先，基于有效媒介理论，设计出具有可独立控制的导电率和导热系数张量的电-热多功能超材料，并系统地研究了其热学与电学特性随结构参数和材料参数的变化规律。

结合多物理场超材料特有的物理性质，设计出各类多物理场器件，并研究其实际应用。总结出具有普适性、可拓展性的多物理场超材料设计方法，以及其在实际多物理场复杂环境中的应用。

最后，鉴于超材料以及多物理场超材料拓展至薄膜系统，特别是纳米薄膜系统存在的加工困难和严重界面问题，探讨了一种适合于薄膜与微纳体系下的多功能超材料的构建方法。

该项目的成果拓展了超材料理念在多物理场调控中的应用。该研究从理论和实验上提出了一种普适性的多物理场超材料，特别是电-热多功能超材料的设计方法，并系统地研究了其性能变化规律、物理机制和实际应用。

主要研究成果如下：

1. 提出了多物理场超材料，特别是电-热多功能超材料的设计方法，获得了具有可以同时独立控制的电学参数和热学参数，并系统地研究了其性能变化规律与物理机制。

2. 利用提出的多功能超材料，从理论和实验上实现了对多物理场同时控制的多功能器件，并提出了其相应的应用。

近年来，超材料因为其新颖的设计理念正成为实现各种物理场调控的强有力工具。然而目前超材料的理念往往局限于单一物理场的调控以及单一功能的实现，大大地限制了其在实际环境特别复杂环境中的应用。该项目在前期工作的基础上，从理论上和实验上提出一种普适性的多物理场超材料特别是电-热多功能超材料的设计方法，并系统研究其性能变化规律、物理机制、实际应用。首先，基于有效媒介理论，设计出具有可独立控制的导电率和导热系 数张量的电-热多功能超材料，系统地研究其热学与电学特性随结构参数和材料参数变化规律。结合多物理场超材料特有的物理性质，设计出各类多物理场器件并研究其实际应用。总结出具有普适性、可拓展性的多物理场超材料设计方法以及其在实际多物理场复杂环境中的应用。最后，鉴于超材料以及多物理场超材料拓展至薄膜系统特别是纳米薄膜系统存在的加工困难和严重界面问题，探讨了一种适合于薄膜与微纳体系下的多功能超材料的构建方法。该项目的成果拓展了超材料理念在多物理场调控中的应用。该研究从理论上和实验上提出一种普适性的多物理场超材料特别是电-热多功能超材的设计方法，并系统地研究其性能变化规律、物理机制、实际应用。

主要研究成果如下：

1.提出了多物理场超材料特别是电-热多功能超材料的设计方法，获得具有可以同时独立控制的电学参数和热学参数，并系统地研究其性能变化规律与物理机制。

2.利用提出的多功能超材料，从理论和实验上实现了对多物理场同时控制的多功能器件，并提出其相应的应用。