嵌入聚合物/金属介质中声激活纳米球天线的多物理场分析及其表面/界面磁-电-弹性效应
材料科学
2025-04-15 v1
摘要
对纳米尺寸磁-电-弹性 (MEE) 天线和共振器的行为进行精确预测的解析处理需要考虑多物理场表面/界面效应，包括磁化、极化和弹性。目前尚无解析解同时包含上述三种现象。本文提出了对纳米尺寸球对称嵌入 MEE 球形壳体受声波作用的严格数学分析。研究区分了 MEE 壳体内部的耦合谱本构关系以及其自由内表面和矩阵-壳体界面上的本构关系。所处介质可能为各向同性介电或金属。常规电动力学理论不涉及表面或界面上的 MEE 效应。为克服这一难题，本文采用等效阻抗矩阵 (EIM) 方法结合表面/界面弹性来建模 MEE 行为。对于金属矩阵，采用基于等离子体模型描述光学特性的等离子体学框架捕捉金属行为。该方法结合谱 EIM 方法、向量和张量球调和，求解耦合弹性动力学方程与 Maxwell 方程。该方法使人类能够探讨表面/界面特征长度尺度，揭示电磁辐射功率和共振频率的尺寸效应。研究结果为理解声激活纳米球天线、传感器和共振器的行为提供了见解，具有推动纳米尺度器件在先进技术应用中的设计之意义。
关键词
引用
@article{arxiv.2504.09653,
title = {Multiphysics analysis of acoustically actuated nanospherical antennas embedded in polymer/metal medium with magneto-electro-elastic surface/interface effects},
author = {Mohsen Farsiani and Hossein M. Shodja},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.09653},
year = {2025}
}
备注
53 pages, 12 figures