超材料指的是一大类具有自然材料所不具备的超常物理性质的人工材料。作者提出了超材料与自然材料融合的思想，旨在获得兼具超材料和自然材料优势的新型功能材料系统，同时也提供了一种构造具有超常功能材料的新方法。本书是在这种思想指导下关于一些新型材料的设计与构筑实践的成果。本卷内容总结了作者所在课题组近年来在非金属基超常电磁介质构造方面的工作，即利用非金属自然材料的某些功能与结构，使其融合到超材料当中，以解决常规的金属基超材料的高损耗、复杂结构、各向异性等问题。重点介绍了一些典型非金属基超常介质的构筑原理、设计方法和研究结果。周济编著的《超材料与自然材料的融合(靠前卷，非金属基超常电磁介质)(精)》可供从事功能材料与器件，特别是超材料、超常电磁介质、新型电磁器件研究和开发的科学工作者、工程技术人员、研究生参考阅读，也可作为材料科学与工程、电子科学与技术、光学等专业的高年级本科生、硕士研究生和博士研究生的参考书。

周济，1962年生于吉林九台，1983年毕业丁吉林大学电子科学系，1986年在中国科学院长存物理研究所获理学硕士学位，1991年在北京大学化学系获理学博士学位。现为清华人学材料学院长江特聘教授，国家杰出青年基金获得者，中国电子学会元件分会主任委员，中国仪表材料学会功能材料分会副理事长，中国电子元件行业协会科学技术委员会副主任，《电了元件与材料》编委会主任长期从事信息功能材料与器件研究。已发表学术论文300余篇，授权发叫40余项，以靠前完成.人获得国家自然科学奖二等奖(2016)、国家技术发叫奖二等奖(2005)等奖励以及“全国很好科技工作者”(2011))等荣誉称号。

前言
章 构筑超常电磁介质的常规路线
1.1 左手材料及其特性
1.2 左手材料的实现
1.3 新的结构单元的探索
1.4 基于金属谐振单元超材料的挑战
参考文献
第2章 基于陶瓷颗粒电磁谐振单元的介质基超材料
2.1 基于Mie谐振的有效电磁参数理论分析与模拟
2.1.1 Lewin模型
2.1.2 理论计算
2.1.3 数值模拟
2.2 陶瓷颗粒超材料样品的设计与制备
2.2.1 样品设计
2.2.2 陶瓷颗粒样品的制备及表征
2.2.3 陶瓷超材料样品的组装
2.3 测试结果
2.4 各向同性负有效磁导率超材料
2.4.1 模拟场分布验证
2.4.2 色散计算验证
2.4.3 左手透射通带实验验证
2.5 介质人工分子——陶瓷颗粒间的相互作用
2.5.1 电磁波电场方向的电磁相互作用
2.5.2 电磁波磁场方向的电磁相互作用
2.5.3 电磁波传播方向的电磁相互作用
2.5.4 立方晶格常数a的影响
2.6 小结
参考文献
第3章 基于铁氧体铁磁共振的超材料
3.1 基本思路与原理
3.1.1 磁矩进动的物理过程
3.1.2 无限大旋磁介质在静磁场和交变磁场共同作用下的磁导率
3.1.3 平面波在无限大旋磁介质中的传播
3.1.4 铁磁共振的高频行为
3.2 铁氧体片／金属线复合左手材料的构造与电磁传输
3.2.1 研究方法
3.2.2 单独铁氧体片的电磁传输特性
3.2.3 YIG片／金属线(柱)复合结构左手传输特性的实验与模拟
3.2.4 基于YIG片／金属线复合的非互易左手传输的实验与模拟
3.3 铁氧体棒／金属线复合左手材料的构造与电磁传输
3.3.1 YIG棒阵列的电磁传输特性
3.3.2 YIG棒／金属线复合结构左手传输特性的实验与模拟
3.3.3 YIG棒／金属线之间的电磁耦合
3.3.4 具有低损耗的铁氧体壳／金属线芯结构单元的左手材料
3.3.5 YIG方块／金属线复合结构的构造及其左手传输
3.3.6 S波段下YIG片(棒)／金属线复合结构的左手传输
3.3.7 垂直波导窄边加场YIG／金属线复合结构的左手传输
3.4 铁氧体／电介质复合全介质左手材料
3.4.1 高介电常数电介质电共振理论
3.4.2 SRR／BST棒复合介质的左手传输
3.4.3 YIG棒／BST棒复合介质的左手传输
3.5 铁氧体／金属线复合左手材料的负折射表征
3.5.1 实验原理与背景
3.5.2 实验装置及检验
3.5.3 实验结果与分析
3.6 小结
参考文献
第4章 基于极性晶格振动的本征超常电磁介质
4.1 极性晶格振动实现超常介电响应的机制与原理
4.1.1 极性晶格振动与介电谐振
4.1.2 横模频率对超常介电特性的影响
4.1.3 阻尼系数对超常介电特性的影响
4.1.4 静态介电常数对超常介电特性的影响
4.1.5 高频介电常数对超常介电特性的影响
4.1.6 元素电负性对超常介电特性的影响
4.2 介电常数成分可调的红外超常电介质
4.2.1 材料体系确定
4.2.2 实验样品准备与表征
4.2.3 测试方法
4.2.4 实验结果-
4.3 红外波段电磁隐身斗篷设计和模拟
4.3.1 模拟方法
4.3.2 二维各向同性环形隐身斗篷设计和模拟
4.3.3 二维地毯式隐身斗篷设计和模拟
4.4 红外全介质左手材料设计和模拟
4.4.1 红外全介质左手材料
4.4.2 电、磁单元间耦合效应对左手特性影响
4.4.3 全介质左手材料折射行为研究
4.5 基于晶格振动的强各向异性介质及其负折射特性
4.5.1 强各向异性材料实现负折射的基本原理
4.5.2 样品准备、测试方法和模拟手段
4.5.3 基于极性晶格振动的强介电各向介质
4.6 小结
参考文献
第5章 基于电子共振跃迁的光频超常电磁响应
5.1 稀土掺杂晶体的电子跃迁行为
5.2 电偶极跃迁型超常介电响应
5.2.1 电偶极跃迁的物理模型
5.2.2 稀土掺杂晶体的介电响应
5.3 磁偶极跃迁型超常磁响应
5.3.1 磁偶极跃迁的物理模型
5.3.2 稀土掺杂晶体的磁响应
5.4 负折射行为与左手通带
5.5 小结
参考文献
第6章 基于层状化合物的天然非正定介质
6.1 非正定介质
6.1.1 非正定介质及其电磁参数
6.1.2 非正定介质的特性
6.1.3 非正定介质的应用
6.2 单晶石墨的非正定介电性质及负折射行为
6.2.1 石墨介电性能
6.2.2 基于椭偏法的单轴各向异性晶体介电常数测试理论
6.2.3 石墨的介电测试
6.2.4 石墨的负折射行为测试
6.2.5 石墨负折射的模拟结果
6.3 其他层状化合物中的非正定介质
6.3.1 M邸2材料的非正定介电性质及负折射行为
6.3.2 铜基超导材料中的非正定介电性质
6.3.3 锶钌氧RP相系列材料的非正定介电性质-
6.3.4 本征非正定介质分类
6.4 小结
参考文献
第7章 思考与展望
7.1 关于超材料意义的再思考
7.2 非金属基超常介质的应用前景
参考文献
彩图