中文摘要：

本项目拟基于多重散射理论，发展一些计算方法和程序，从事非常规电磁合成材料的一些理论设计，同时研究这些材料的性质，探索其可能的应用。具体地说，我们将从事以下几方面的研究首先，利用我们最近发展的旋磁（旋电）球电磁波散射计算方法，结合多重散射理论，设计基于金属旋磁颗粒体系的负折射率材料，包括计算体系的透射和反射系数，研究电磁波在体系中的传播、折射以及成像性质，同时也探索负折射率材料的新性质及其应用；其次，发展一套计算光子能带的多重散射计算方法和程序，用于设计基于旋磁（旋电）颗粒的可调制光子带隙材料；最后，发展一套有效的实空间多重散射计算方法和程序，探索和研究实现三维准周期或非周期（非晶）光子带隙材料的可能性，另外，我们还将研究在光子带隙材料中放置光源时体系的辐射特性，进而探索光的局域化性质，同时，我们也将用实空间方法研究无序对一些周期体系光子带隙的影响。

结论摘要：

项目基于多重散射方法，主要从事以下两方面的研究可用外场调控电磁特性的电磁介质的理论研究和设计；光力、光力矩及相关物理特性的研究。在第一方面，我们首先研究了介电单轴和双轴各向异性对光子能带结构及光子能隙的影响和调制。其次，我们侧重于探索由旋磁材料构成的电磁复合材料的新奇特性，特别是外场对电磁波在其中的传播特性调控。取得的一些结果包括利用外磁场改变介质的反射折射特性；对正入射电磁波，产生平行于界面可用外场调控的切向能流；实现可由外场调控的对无序不敏感的robust共振光子能隙；外磁场调控电磁波能流及其产生的"海市蜃楼"现象；产生介电常数和磁导率双负特性的新机制及其外场可调控特性。在光力、光力矩方面，我们研究了微米尺寸介质颗粒在电磁波照射下的感受到的光力、在光力作用下形成的光子团簇及光子团簇的异常动力学性质。此外，我们还研究了通过激发morphology dependent resonance (MDR)而产生的作用于介质颗粒的共振光力及MDR共振对光力的增强效应。最后我们系统地研究了单轴双折射颗粒在电磁波场中所受到的力矩,发现在小颗粒极限下光力矩呈现出对颗粒半径的多种不同幂次依赖关系。