Математическое моделирование распространения электромагнитных волн в анизотропных наноструктурных материалах на основе 3D-решеток магнитных нанопроволок в микроволновом диапазоне

Актуальность и цели. Магнитные нанокомпозиты на основе ферромагнитных нанопроволок, имеющие высокую намагниченность насыщения, низкие потери, более высокие рабочие и резонансные частоты в сравнении с классическими ферритами, представляют значительный интерес для создания магнитноуправляемых микроволновых устройств. Целью данной работы является теоретическое исследование на основе математического моделирования электродинамического уровня строгости распространения электромагнитных волн и их взаимодействия с анизотропными наноструктурными материалами на основе 3D-решеток ферромагнитных нанопроволок в условиях магнитного резонанса в микроволновом диапазоне. Материалы и методы. Разработана математическая модель распространения электромагнитных волн в анизотропных наноструктурных материалах на основе периодических 3D-решеток ориентированных углеродных нанотрубок с магнитными наночастицами, базирующаяся на решении характеристического уравнения для определения постоянных распространения волн, используя разработанный вычислительный алгоритм расчета матрицы проводимости автономных блоков с каналами Флоке. Результаты. Получены результаты электродинамического расчета действительной и мнимой частей комплексных коэффициентов распространения продольных (правополяризованной и левополяризованной) и поперечных (обыкновенной и необыкновенной) волн (нулевой пространственной гармоники), распространяющихся в 3D-решетках ферромагнитных нанопроволок (материал Fe и Co$_{80}$Ni$_{20}$) в зависимости от величины и ориентации постоянного магнитного поля на частотах f = 9,375 ГГц и f = 26 ГГц. Выводы. Показано, что эффективное управление частотной дисперсией электромагнитных волн, распространяющихся в анизотропных наноструктурных материалах на основе 3D-решеток ферромагнитных нанопроволок, может осуществляться действием внешнего магнитного поля (при изменении направления и величины вектора напряженности постоянного магнитного поля, взаимной ориентации постоянного и высокочастотного магнитных полей, ориентации вектора к оси нанопроволок), а также изменением размеров и формы нанопроволок и геометрии решеток в условиях магнитного резонанса в микроволновом диапазоне.