电磁与智能感知研究团队-信息与控制工程学院

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电磁与智能感知研究团队

发布时间：2024-07-19浏览次数：

一．团队介绍

团队面向电大复杂目标电磁特性、复杂电磁环境感知等重大战略需求，开展计算电磁学、电磁场与微波理论、射频微波器件与硅基光子芯片技术、电磁超材料、先进材料与超快高温制造技术、磁信息材料设计等方向研究，取得了一系列重要学术成果和技术创新，相关研究成果在航天、航空、电子科技集团等工业部门应用与推广。团队注重于推动学术前沿的探索，并致力于培养在电磁与智能感知领域具有深厚理论基础和创新实践能力的优秀人才。

团队包含教师13人，其中教授2人，副教授9人，省部级人才3人次。近年来主持国家自然科学基金等国家级项目10余项、省部级项目10余项、国家工业部门委托项目20余项，成果获国家自然科学二等奖、"安全科学技术奖"科技进步奖二等奖等奖项，在PNAS、Phy. Rev. Lett.、Phy. Rev. X、Laser Photonic Rev.、IEEE Trans. MTT、 IEEE Trans. AP、APL、Chem. Eng.J.、ACS Materials Lett.、 J. Alloys Compd.、Nat. Commun. 等著名期刊发表高水平论文200余篇，授权发明专利20余件

二．研究方向

（1）高性能电磁仿真技术与软件开发

研究与开发基于时域间断Galerkin（DGTD）算法的高性能电磁仿真软件，该软件拥有自主知识产权。软件采用CPU/GPU并行与硬件加速技术实现电大复杂目标的高性能电磁仿真，主要应用于各类大型电磁工程问题的快速和精确求解。相关研究成果发表在IEEE Trans. MTT、IEEE Trans. AP、IEEE AWPL等国际期刊。该软件成功部署“银河”国家超算平台，测试1.7万核并行效率超90%。

（2）射频/微波器件与硅基光子芯片技术

针对雷达、无线通信等领域具有广泛应用需求，研究设计集成元器件与智能感知芯片、5/6G通信天线、LTCC系列滤波器及功能器件、脉冲雷达系统等方面工作；研究基于微波光子学、硅基光子芯片的微波信号发生器，设计多种高频率、窄带宽、低相位噪声、宽调谐的光电振荡器。相关研究成果发表在IEEE Trans. AP、IEEE AWPL、Applied Physics Letters、Physical Review E、Optics Letters等国际期刊。

（3）电磁超材料与应用

在国际上率先从微波传输线的角度研究人工SPP超材料，提出一种全新的SPP传输线，支持高度局域化、可共形、具有场增强和波长压缩特性的表面波模式，开辟了基于SPP模式的微波领域新分支；基于电阻膜、石墨烯多层结构，设计多种超宽带、低频、极化不敏感吸波体，基于多重干涉-反射理论、电路分析和阻抗匹配理论，完美解释吸收机理；提出一种增强电磁响应角度稳定性方法，研制一种大角度全极化可编程超表面，实现一种水声到微波声电超表面发射机，构建一套水-空跨介质混合通信系统。相关成果获国家自然科学二等奖，发表在PNAS、Phy. Rev. Lett.、Phy. Rev. X、Laser Photonic Rev.、IEEE Trans. AP、IEEE AWPL、Applied Physics Letters、Optics Letters等国际期刊。

（4）储能及吸波材料的超快高温合成

面向新材料领域的重大需求，聚焦高产、优质、高效、绿色、安全等主题，利用绿色电能结合极端温度条件开发材料合成新技术，重点研究在储能（如超级电容器）及电磁吸波等领域的应用。基于超快高温热冲击（HTS）技术实现了碳布的快速活化及氧化物纳米颗粒的瞬态合成，发展了一种快速、高效、环保的电极材料制备方法；基于超快高温烧结（UHS）技术，实现了TiAl金属间化合物的快速靶向合成，开辟了单相合金材料瞬态合成的新方法等。相关研究成果发表在Chem. Eng.J.、ACS Materials Lett.、J. Alloys Compd.、Nat. Commun.等国际期刊。

(5)磁信息材料设计及射频器件研发

面向信息材料领域的重大需求，聚焦低功耗、高频化与高集成度等核心发展方向，本工作以自旋轨道耦合效应及其界面工程为物理基础，系统开展磁功能材料设计与射频器件制备新技术研究，重点涵盖高自旋源材料开发、自旋扭矩机制调控及存储/传感原型器件验证等关键环节。主要进展包括：开发了具有高自旋霍尔角的新型自旋源材料，实现了超低临界电流密度磁化翻转；在氧化物/多铁反铁磁/铁磁三层异质结构中，观测到磁振子介导的自旋扭矩效应，并获得14%的电压调控自旋轨道转矩；进一步将高自旋源材料与磁性隧道结进行异质集成，获得了高隧穿磁阻比，成功实现了自旋轨道转矩驱动翻转与电学读取的全功能存储操作。上述成果为发展电压可调、低功耗磁存储及射频器件提供了关键材料体系和可行技术路径。相关研究成果发表于Nat. Commun.、Adv. Funct. Mater.、J. Am. Chem. Soc.等国际权威期刊。