電磁波吸收材料的種類相當多，主要是利用電場或磁場與電磁波 吸收材料的相互作用，將電場或磁場的能量轉為熱能；一個理想的電 磁波吸波材除了要減少大部分的電磁波反射外，還需要重量輕、厚度 薄、材料機械性質強、電磁波吸收頻段寬與符合操作環境的狀況（如 耐熱、耐壓與耐腐蝕性等）。事實上，目前並沒有單純一種電磁波吸 收材就可以符合上述要求，故從事電磁波吸收材的研究人員需將各項 因素進行評估後，選擇符合條件的電磁波吸波材料。
2-1 電磁波吸收
平板式吸波材料的發展起源於沙氏於 1952 年研製出的沙氏吸收 幕（Salisbury screen）[1]，使用每平方單位阻抗 377Ω 的電阻護幕
（resistive sheet），放置於金屬板前方四分之ㄧ波長處，以共振的方式 吸收電磁波，此吸收材雖可吸收電磁波但其吸波頻段窄，並不符合工 業上的實用，但卻可為研究平行式吸收材料特性的主要方向。
另一種平板式電磁波吸收材則為戴倫薄幕（Dallenbach layer）
[2]，利用複介電等於複導磁係數 εr=µr的均質薄幕貼於金屬板前，戴 倫薄幕的厚度是由輸入阻抗等於自由空間阻抗來決定，而戴倫薄幕的 材料為鐵磁體（ferrite）的一種，唯其磁導係數隨頻率變化很快，故
只有一個小頻段內複介電係數等於複導磁係數。
此外平板式吸收材尚有類比式網路吸收體（circuit analog RAM）
[2]如圖 2.1，其製作方式為於薄幕上貼上具有幾何圖案的介電性耗損
ε*：吸收體材料之複數比介電率
反射損失（Return Loss）
R. L.= 20 log|T|
吸收經由電流形式轉換成熱能發散掉；當電磁波電場與電阻 性材料作用時，電阻材料中傳導帶的自由電子受電磁波影響 進行加速運動而與材料晶格碰撞，使電子運動停止，將電磁 波電場轉變成晶格熱震動來達成衰減電磁波的作用；故材料 自由電子密度很高時電磁波就無法進入材料中，在表面形成 完全反射，故金屬材能全反射電磁波。以電阻性電磁波吸收 材的吸收原理來設計，吸收體表面阻抗膜設計為最大電場，
吸收體厚度 d=λ/4（λ 為電磁波波長）則可發揮最大電磁波吸 收，因此吸收體厚度會隨對應頻率而變化。故電阻式電磁波 吸收體，多被應用於雷達波干涉的防護與防止無線LAN 多重 反射。
B. 介電性電磁波吸收材
由於電阻性材料自由電子密度高，使電磁波產生遮蔽現 象，若能降低材料中的電子密度則可助於吸收電磁波，故將 電阻性材料分散形成類似於介電材料的方式，如圖2.2，分散 的電阻材料可視為電阻與電容的複雜作用，而材料電容作用 是由複數之介電常數（ε=ε’-iε”）來決定，其中為入射電磁波 能量損失的分量，通常以ε”/ε’=tanδ 表示介電性材料的損失因 子，當電磁波與介電材料作用時，電場能量會隨介電材料的
介電係數之虛數部分成指數的衰減。介電損失的機構因介電 材料本身的複數比磁導率大約等於1，故根據 Zin 之表示公式 (第 4 頁)以複數比介電率與厚度 d 來設計在不同的頻率下得到 良好的吸收效果；若想達寬頻吸收特性，則可改變吸收體的 外觀（例如角錐體），或以多層吸收材來加大其吸收頻寬。目 前常見的有利用橡膠、發泡塑膠或熱塑性高分子與介電損失 材料混合後，加工程薄片或是角錐型的吸收體，常被應用於 船舶雷達偽相、電波暗室與電波暗箱等。
C. 磁性電磁波吸收材[4]
磁性電磁波吸收材的吸收機制是由 µ*、ε*、f、d 的變化 來決定，因磁性電磁波吸收材的磁壁共振與自然共振的吸收頻 段，故其於MHz~GHz 頻段間的電磁波吸收很受矚目。當電磁 波電場與磁場作用時，因磁性材料內部電子成旋轉（spin）狀 態，使磁性材料具有磁偶矩（magnetic moment），當其受電磁 波磁場影響時，原先的磁偶矩方向改變，當入射電磁波的頻率 與磁偶矩旋轉頻率相同時，會產生吸收共振的現象如圖 2.3，
磁性材料的磁偶矩式是由材料磁導率µ 決定，此導磁率也為複 數型態（µ=µ’-iµ”），其中 µ”為入射電磁波磁能損失分量，通 常以µ”/µ’=tanδ 表示磁性材料的損失因數；這類型的材料最大
的優點就是吸收材的厚度d 小，故其應用價值高。磁性吸收材 料一般由磁性的鐵氧磁體如尖晶石鐵氧磁體（spinel ferrite）、
平板式鐵氧體或軟磁性金屬粉末與樹酯、橡膠、塑膠等混合形
A. 反磁性（Diamagnetism）
反磁性是由於原子內部繞原子核旋轉的電子，在外加磁場 作用下所產生的電磁感應；依 Lenz 定律感應電流產生磁通
（magnetic flux）以阻止外加磁場進入原子的變化。反磁性是 一種弱磁性，呈現的磁化方向與外加磁場相反，磁化率為負 值，
χ
r約為 10-3。反磁性甚弱，物質中的一些磁原子可以輕 易的掩蓋反磁性的特性。B. 順磁性（Paramagnetism）
晶體中若有不成對電子，在磁場中便能能階分裂發生。
在多數情形下，順磁物質所含之原子或離子，其磁陀與其他 磁場隔離且能自由改變方向。當外加磁場，磁陀的方向改變 產生弱感應磁化平行於外加磁場。
χ
r約為 10-3~10-5。C. 鐵磁性（Ferromagnetism）
鐵磁性物質原子間相鄰磁矩正交作用，固磁陀彼此平行 排列，而有較強的自生磁化性質。鐵磁性物質大部分是鐵、
鈷、鎳金屬及合金（Permally）、稀土磁石（NdFeB、SmCo5） 與 少 數 氧 化 物 如 CrO2 及 EuO 等。在居禮溫度（Curie Temperature）以下保有靜原子磁矩，當外加磁場消失後仍保 有其磁性，將外加磁場增強，鐵磁物質的磁場強度增加而後
進入飽和磁化；當溫度高於居禮溫度，鐵磁材料則轉為順磁 性。
D. 反鐵磁性（Antiferromagnetism）
反鐵磁性也屬於弱磁性，與順磁性一樣顯示小的正磁化 係數；溫度則對磁化係數有很大的影響，當溫度低於 Neel 溫度（Tn），磁陀呈逆平行排列，外加磁場對於反鐵磁性物 質得正副磁陀交互作用而阻礙；當溫度越高磁陀間的交互作 用力減弱，外加磁場對於物質磁化的能力增加，固磁化率隨 溫度增高而增大，此與順磁性相反；當溫度高於 Tn 時，磁 陀則成雜亂排列，磁化係數隨溫度增高而減少。
E. 陶鐵磁性（Ferrimagnetism）
於陶鐵磁性（Ferrite 又稱鐵氧磁體）材料中，磁離子佔有 兩個晶格位子，A 與 B；A 位置的磁陀指向正向、B 位置的 磁陀指向負向，因於 A 與 B 位子的磁離子數目與離子磁陀 大小都不同，這些規則位子的磁陀組成一磁化方向，該磁化 方 向 並 非 外 加 磁 場 造 成 ， 故 稱 為 自 生 磁 化 （spontaneous magnetization）。當溫度升高，磁陀受熱擾亂故自生磁化減 少，當溫度高於居禮溫度，磁陀排列雜亂故自生磁化消失；
若溫度低於居禮溫度，陶鐵磁性材料則表現順磁特性，磁化
係數隨溫度增加而減小。陶鐵磁性常見於磁性氧化物如鎳鋅 系、錳鋅系、鎂鋅系、鋇系及鍶系等鐵氧磁體。
2-3 尖晶石鐵氧磁體
鐵氧磁體（ferrite）是一種以氧化鐵為主，搭配其他之金屬氧化物 所形成的氧化物；其晶體結構可分為兩大部分，一為立方晶（cubic）
的尖晶石（spinel）結構，一為六方晶（hexagonal）結構；尖晶石結 構鐵氧磁體的化學式可以MFe2O4表示，其中M 表二價之金屬離子，
當 M 為含 Fe、Ni、Zn 等金屬離子時則稱為鎳鋅鐵氧磁體。如圖 2.4 所示，尖晶石結構為一面心堆積（F.C.C.），結構中的晶格點位子為氧 原子佔據，在氧原子間的兩種次晶格（sub lattice），一為四面體位置
（稱 A 位置）、一為八面體位置（稱 B 位置），結構中八分之ㄧ的 A 位置與二分之ㄧ的B 位置將被金屬離子佔據。根據金屬離子的分布，
尖晶石結構又可以分為正尖晶石結構（Normal spinel structure）與反 尖晶石結構（Inverse spinel structure）。金屬離子的分布則與（1）金 屬離子半徑、（2）電子結構及（3）晶格的 Madelung 能量有關；一般 來說金屬離子半徑小與靜電場大的離子佔據 A 位置，反之則佔據 B 位置；當M2+離子僅佔 A 位置、M3+離子佔 B 位置則稱正尖晶石結構，
當一部分的 M2+離子佔 B 位置，迫使 B 位置上的 M3+離子佔 A 位置 則稱為反尖晶石結構；故鎳鋅鐵氧磁體為一反尖晶石結構。
2-4 電磁波吸波材結構
在了解吸波材的吸波機制之後，對吸波材結構作一個簡單的介紹 如下：
（1）單層雷達波吸收體：將導電或導磁材料均勻分散於樹酯中製作 成單層膠片，其材料要素為提升材料的導電或導磁特性，以增加折射 係數（µe）降低吸收體厚度（d 正比於-1/µe2）。
（2）多層雷達波吸收體：將單層吸收體於不同層次填裝成多層吸收 體，層高阻抗層往內逐漸變小，使各層間具有不同的電阻阻抗，材質 的特性則與填充物有關。
（3）介電微波吸收體：由多種不同介電特性材料層層組合，又稱為 階梯吸收體，調整介電材在各層中分散的情形以達電磁波吸收特性。
（4）磁性微波吸收體：一般採用鐵氧磁體的磁性材料，利用磁性材 料的高導磁性吸收電磁波，這類型的微波吸收體特徵為厚度較薄，約 為介電吸收體的十分之ㄧ。
（5）歐姆損失吸收體：由一 377Ω 的電阻層加上 1/4λ 間隔空間與一 個金屬化的反射基板組成。其吸收機制為當電磁波入射到377Ω 的電 阻層時，部分電磁波會穿透，穿透的電磁波碰到金屬板後會被反射，
而電阻層的厚度為1/4λ，故穿透電磁波可與反射電磁波形成相消性干 涉，藉此以吸收電磁波。
（6）類比電路吸收體：利用蒸鍍、濺鍍金屬或金屬氧化物膜，來蝕
其中Z0為傳輸線特性阻抗
於奈米材料的奈米尺寸效應，這種量子化的效應為奈米粒子帶來一系 列於聲、光、電、磁等特殊特性。奈米級的磁性材料則表現出一些特 別的特性，如高矯頑力、低居禮溫度、有些粒子在奈米等級時會呈現
於奈米材料的奈米尺寸效應，這種量子化的效應為奈米粒子帶來一系 列於聲、光、電、磁等特殊特性。奈米級的磁性材料則表現出一些特 別的特性，如高矯頑力、低居禮溫度、有些粒子在奈米等級時會呈現