2023 Fiscal Year Final Research Report

Study on metal particle composites aiming to realize high-performance electromagnetic environmental countermeasure materials in the microwave and millimeter wave bands

Research Project

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Project/Area Number	20K05103
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
Research Institution	Tokyo University of Science, Yamaguchi
Principal Investigator	kasagi teruhiro 山陽小野田市立山口東京理科大学, 共通教育センター, 教授 (10310947)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山本真一郎兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (10514391)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords	粒子分散複合材料 / 異方的形状粒子 / 負の誘電率 / 負の透磁率 / 反射透過特性 / EMC
Outline of Final Research Achievements	We aimed to achieve high-performance electromagnetic environmental countermeasure materials and developed metal particle composites using the effects of particle shapes. We clarified the following: The permeability of composite materials containing two types of acicular FeCo nanoparticles with different aspect ratios can be controlled by the mixing ratio of the particles. (2) Ag-coated Cu particle composites show negative permittivity above the percolation threshold, and the frequency range where negative permittivity is obtained depends on particle shape. (3) Ag-coated Cu particle composites exhibit metallic reflection-transmission characteristics above the percolation threshold. (4) Theoretical examination of the reflection-transmission properties of laminated materials sandwiching metal meshes with Ag-coated Cu particle composites shows that adjusting the particle content of the composite achieves filter and shielding effects.
Free Research Field	固体物理学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	金属粒子複合材料の電磁気特性は，分散粒子の種類や濃度に加え，粒子の形状にも依存する。本研究の特徴は，金属粒子複合材料における分散粒子の形状効果を活用することにより，その高周波電磁気特性の制御を試みるものであり，金属粒子複合材料を活用した応用の広がりに寄与するものと考える。また，近年，金属周期配列材によるEMC関連技術の開発が積極的に行われている。金属周期配列材では，金属の形状，サイズ，間隔等により特性を制御するが，本研究ではこれに金属粒子複合材料を組み合わせることで，より高度な特性制御について探った。得られた知見は，EMC関連技術における設計の自由度を高めることに寄与するものと考える。